JP2021121221A - Polymerase variants and uses thereof - Google Patents
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Abstract
Description
[001]本出願は、2016年2月1日に出願された「Polymerase Vari
ants」と題する米国特許出願第15/012,317号の一部継続出願であり、2015年5月14日に出願された「Polymerase Variants」と題する米国仮特許出願第62/161,571号、2015年8月9日に出願された「Polymerase Variants」と題する米国仮特許出願第62/202,895号、および2016年5月10日に出願された「Polymerase Variants and Uses Thereof」と題する米国特許出願第15/151,364号に基づく優先権を主張する。
配列表
[002]本出願は、ASCIIフォーマットで電子出願された配列表を含み、参照により
その全体が本明細書に組み込まれる。2016年5月10日に作成された上記のASCIIコピーは、20−04338.521WO2_SL.txtという名前であり、17,989バイトのサイズである。
[001] This application is a "Polymerase Vari" filed on February 1, 2016.
US Provisional Patent Application No. 62 / 161,571, which is a partial continuation application of US Patent Application No. 15 / 012,317 entitled "ants" and is filed on May 14, 2015, entitled "Polymerase Variants", US Provisional Patent Application No. 62 / 202,895, entitled "Polymerase Variants," filed August 9, 2015, and US Patent, entitled "Polymerase Variants and Uses Thereof," filed May 10, 2016. Claim priority under Application No. 15 / 151,364.
Sequence listing
[002] This application includes a sequence listing electronically filed in ASCII format, which is incorporated herein by reference in its entirety. The above ASCII copy made on May 10, 2016 is available at 20-04338.521 WO2_SL. It is named txt and has a size of 17,989 bytes.
[003]本明細書においては、特に、組換えDNA技術における適用のために、より適す
る酵素を選択するよう設計された定向進化実験において同定される変異に基づくアミノ酸変化を含有する改変DNAポリメラーゼを提供する。
[003] herein, modified DNA polymerases containing mutation-based amino acid changes identified in directed evolutionary experiments designed to select more suitable enzymes, especially for application in recombinant DNA technology. offer.
[004]DNAポリメラーゼは、1本鎖DNAを鋳型として使用して相補的なDNA鎖を
合成する酵素のファミリーである。特に、DNAポリメラーゼは、新たに形成する鎖の3’末端に遊離のヌクレオチドを添加し、その結果、新しい鎖を5’から3’への方向に伸長させることができる。ほとんどのDNAポリメラーゼは、重合活性とエキソヌクレアーゼ活性の両方を有する多機能タンパク質である。例えば、多くのDNAポリメラーゼは、3’→5’エキソヌクレアーゼ活性を有する。これらのポリメラーゼは、誤って組み込まれたヌクレオチドを認識することができ、酵素の3’→5’エキソヌクレアーゼ活性により、その間違ったヌクレオチドが除去される(この活性は、プルーフリーディングとして知られる)。ヌクレオチドの除去後、ポリメラーゼは正しいヌクレオチドを再挿入することができ、複製が継続できる。多くのDNAポリメラーゼは、5’→3’エキソヌクレアーゼ活性も有する。
[004] DNA polymerase is a family of enzymes that use single-stranded DNA as a template to synthesize complementary DNA strands. In particular, DNA polymerase can add free nucleotides to the 3'end of the newly formed strand, resulting in the extension of the new strand in the 5'to 3'direction. Most DNA polymerases are multifunctional proteins that have both polymerization and exonuclease activity. For example, many DNA polymerases have 3'→ 5'exonuclease activity. These polymerases can recognize misintegrated nucleotides, and the enzyme's 3'→ 5'exonuclease activity removes the wrong nucleotide (this activity is known as proofreading). After excision of the nucleotide, the polymerase can reinsert the correct nucleotide and replication can continue. Many DNA polymerases also have 5'→ 3'exonuclease activity.
[005]ポリメラーゼには、ナノポアシーケンシングを含めた組換えDNAの応用例にお
ける用途が見出されている。しかしながら、DNA鎖は、1塩基あたり1μs〜5μsの速度で急速にナノポアを通過する。これにより記録は困難になり、またバックグラウンドノイズを受けやすくなり、単一ヌクレオチドの分解能を得ることができなくなる。したがって、DNA鎖またはその断片のシーケンシングでは、検出可能なタグをヌクレオチドに使用することがある。よって、シーケンシングするDNAの速度を制御する必要性だけでなく、改変ヌクレオチド、例えばタグを有するか、または有しないヌクレオチドポリリン酸を組み込むことなどの、(野生型酵素と比較して)改良された特性を有するポリメラーゼを提供する必要性がある。
[005] Polymerase has been found to be used in application examples of recombinant DNA, including nanopore sequencing. However, DNA strands rapidly pass through nanopores at a rate of 1 μs to 5 μs per base. This makes recording difficult, susceptible to background noise, and makes it impossible to obtain single nucleotide resolution. Therefore, in sequencing DNA strands or fragments thereof, detectable tags may be used for nucleotides. Thus, not only was the need to control the rate of sequencing DNA, but improvements (compared to wild-type enzymes) such as incorporating modified nucleotides, such as nucleotide polyphosphates with or without tags. There is a need to provide a polymerase with properties.
[006]本発明は、産業用途または研究用途で使用される条件下での有利な表現型、例え
ば高い塩濃度で例えばタグ付きヌクレオチドなどの改変ヌクレオチドポリリン酸の組み込
みを触媒することなどを与える変異を選択するよう設計された定向進化実験に基づいた、改変DNAポリメラーゼ(例えば、変異体)を提供する。
[006] The present invention provides mutations that provide an advantageous phenotype under conditions used in industrial or research applications, such as catalyzing the incorporation of modified nucleotide polyphosphoric acid, such as tagged nucleotides, at high salt concentrations. Provided are modified DNA polymerases (eg, mutants) based on directed evolutionary experiments designed to select.
[007]一態様においては、配列番号2(Pol6(Hisタグ付き))のH223、N
224、Y225、H227、I295、Y342、T343、I357、S360、L361、I363、S365、S366、Y367、P368、D417、E475、Y476、F478、K518、H527、T529、M531、N535、G539、P542、N545、Q546、A547、L549、I550、N552、G553、F558、A596、G603、A610、V615、Y622、C623、D624、I628、Y629、R632、N635、M641、A643、I644、T647、I648、T651、I652、K655、W656、D657、V658、H660、F662、およびL690に対応する位置で少なくとも1つの変化を含むバリアントポリメラーゼがある。
[007] In one embodiment, H223, N of SEQ ID NO: 2 (Pol6 (with His tag)).
224, Y225, H227, I295, Y342, T343, I357, S360, L361, I363, S365, S366, Y367, P368, D417, E475, Y476, F478, K518, H527, T529, M531, N535, G539, P. N545, Q546, A547, L549, I550, N552, G553, F558, A596, G603, A610, V615, Y622, C623, D624, I628, Y629, R632, N635, M641, A643, I644, T647, I648 There are variant polymerases containing at least one change at positions corresponding to I652, K655, W656, D657, V658, H660, F662, and L690.
[008]一実施形態においては、DNAポリメラーゼ活性を有する改変DNAポリメラー
ゼであって、配列番号1または2に記載するアミノ酸配列と少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有する改変DNAポリメラーゼを提供する。
[008] In one embodiment, a modified DNA polymerase having DNA polymerase activity, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 90%, or at least the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 2. Provided is a modified DNA polymerase having an amino acid sequence having 95% sequence identity.
[009]第2の実施形態においては、DNAポリメラーゼ活性を有する改変DNAポリメ
ラーゼであって、H223、N224、Y225、H227、I295、Y342、T343、I357、S360、L361、I363、S365、S366、Y367、P368、D417、E475、Y476、F478、K518、H527、T529、M531、N535、G539、P542、N545、Q546、A547、L549、I550、N552、G553、F558、A596、G603、A610、V615、Y622、C623、D624、I628、Y629、R632、N635、M641、A643、I644、T647、I648、T651、I652、K655、W656、D657、V658、H660、F662、およびL690、ならびにそれらの組合せからなる群から選択される1つまたは複数のアミノ酸置換を有する配列番号1または2に記載するアミノ酸配列と少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有する改変DNAポリメラーゼを提供する。さらなる実施形態においては、1つまたは複数のアミノ酸置換は、H223A、N224Y/L/Q/M/R/K、Y225L/T/I/F/A/M、H227P/E/F/Y、I295W/F/M/E、Y342L/F、T343N/F、I357G/L/Q/H/W/M/A/E/Y/P、S360G/E/Y、L361M/W/V/F、I363V/A/R/M/W、S365Q/W/M/A/G、S366A/L、Y367L/E/M/P/N/F、P368G、D417P、E475D、Y476V、F478L、K518Q、H527W/R/L/Y/T/M、T529M/F、M531H/Y/A/K/R/W/T/L/V/G、N535L/Y/M/K/I/R/W/Q、G539Y/F、P542E/S/G、N545K/D/S/L/R/Q/W、Q546W/F、A547M/Y/W/F/V/S、L549Q/Y/H/G/R/K、I550A/W/T/G/F/S、N552L/M/S/T、G553S/T/E/Q/K/R/M、F558P/T、A596S、G603T/A/L、A610T/E、V615A/T、Y622A/M、C623G/S/Y/F、D624F/K、I628Y/V/F/L/M、Y629W/H/M/K、R632L/C、N635D、M641L/Y、A643L、I644H/M/Y、T647G/A/E/K/S/Y、I648K/R/V/N/T/L、T651Y/F/M、I652Q/G/S/N/F/T/A/L/E/K/M、K655G/F/E/N/Q/M/A、W656E、D657R/P/A/E、V658L、H660A/Y、F662I/L、L690Mおよびそれらの組合せから選択される。1つまたは複数のアミノ酸置換を有する改変DNAポリメラーゼは、親ポリメラーゼと比較して、酵素活性、忠実度、処理能力、伸長速度、シーケンシング精度、長時間連続性解読能、安定性、および溶解性から選択される変化した特性を有する。一実施形態においては、変化した特性は酵素活性である。一実施形態においては、変化した特性は忠実度である。一実施形態においては、変化した特性は処理能力である。一実施形態においては、変化した特性は伸長速度である。一実施形態においては、変化した特性は安定性である。一実施形態においては、変化した特性は溶解性である。一実施形態においては、変化した特性は、ヌクレオチドポリリン酸に結合する能力、および/またはヌクレオチドポリリン酸を組み込む能力である。ヌクレオチドポリリン酸は、例えばヌクレオチド四リン酸、ヌクレオチド五リン酸、ヌクレオチド六リン酸、ヌクレオチド七リン酸、またはヌクレオチド八リン酸である。
[009] In the second embodiment, it is a modified DNA polymerase having DNA polymerase activity, H223, N224, Y225, H227, I295, Y342, T343, I357, S360, L361, I363, S365, S366, Y367. , P368, D417, E475, Y476, F478, K518, H527, T529, M531, N535, G539, P542, N545, Q546, A547, L549, I550, N552, G555, F558, A596, G603, A610, V15 , C623, D624, I628, Y629, R632, N635, M641, A643, I644, T647, I648, T651, I652, K655, W656, D657, V658, H660, F662, and L690, and combinations thereof. Amino acids having at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 90%, or at least 95% sequence identity with the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 or 2 having one or more selected amino acid substitutions. A modified DNA polymerase having a sequence is provided. In a further embodiment, the one or more amino acid substitutions are H223A, N224Y / L / Q / M / R / K, Y225L / T / I / F / A / M, H227P / E / F / Y, I295W. / F / M / E, Y342L / F, T343N / F, I357G / L / Q / H / W / M / A / E / Y / P, S360G / E / Y, L361M / W / V / F, I363V / A / R / M / W, S365Q / W / M / A / G, S366A / L, Y367L / E / M / P / N / F, P368G, D417P, E475D, Y476V, F478L, K518Q, H527W / R / L / Y / T / M, T529M / F, M531H / Y / A / K / R / W / T / L / V / G, N535L / Y / M / K / I / R / W / Q, G539Y / F, P542E / S / G, N545K / D / S / L / R / Q / W, Q546W / F, A547M / Y / W / F / V / S, L549Q / Y / H / G / R / K , I550A / W / T / G / F / S, N552L / M / S / T, G553S / T / E / Q / K / R / M, F558P / T, A596S, G603T / A / L, A610T / E , V615A / T, Y622A / M, C623G / S / Y / F, D624F / K, I628Y / V / F / L / M, Y629W / H / M / K, R632L / C, N635D, M641L / Y, A643L , I644H / M / Y, T647G / A / E / K / S / Y, I648K / R / V / N / T / L, T651Y / F / M, I652Q / G / S / N / F / T / A / L / E / K / M, K655G / F / E / N / Q / M / A, W656E, D657R / P / A / E, V658L, H660A / Y, F662I / L, L690M and combinations thereof Will be done. Modified DNA polymerases with one or more amino acid substitutions have enzyme activity, fidelity, processing power, elongation rate, sequencing accuracy, long-term continuity decoding, stability, and solubility compared to the parent polymerase. Has altered properties selected from. In one embodiment, the altered property is enzyme activity. In one embodiment, the altered property is fidelity. In one embodiment, the altered property is processing power. In one embodiment, the altered property is the elongation rate. In one embodiment, the altered property is stability. In one embodiment, the altered property is solubility. In one embodiment, the altered property is the ability to bind and / or incorporate nucleotide polyphosphate. Nucleotide polyphosphates are, for example, nucleotide tetraphosphates, nucleotide pentaphosphates, nucleotide hexaphosphates, nucleotide heptaphosphates, or nucleotide octaphosphates.
[0010]第3の実施形態においては、配列番号1または2と比較した場合に、酵素活性、忠実度、処理能力、伸長速度、安定性、または溶解性から選択される変化した特性を有する改変DNAポリメラーゼを提供する。一実施形態においては、変化した特性は酵素活性である。一実施形態においては、変化した特性は忠実度である。一実施形態においては、変化した特性は処理能力である。一実施形態においては、変化した特性は伸長速度である。一実施形態においては、変化した特性は安定性である。一実施形態においては、変化した特性は溶解性である。 [0010] In a third embodiment, modifications having altered properties selected from enzyme activity, fidelity, throughput, elongation rate, stability, or solubility when compared to SEQ ID NO: 1 or 2. A DNA polymerase is provided. In one embodiment, the altered property is enzyme activity. In one embodiment, the altered property is fidelity. In one embodiment, the altered property is processing power. In one embodiment, the altered property is the elongation rate. In one embodiment, the altered property is stability. In one embodiment, the altered property is solubility.
[0011]第4の実施形態においては、DNAポリメラーゼ活性を有する改変DNAポリメラーゼであって、H223A、N224Y/L/Q/M/R/K、Y225L/T/I/F/A、H227P/E/F/Y、I295W/F/M/E、Y342L/F、T343N/F、I357G/L/Q/H/W/M/A/E/Y/P、S360G/E/Y、L361M/W/V/F、I363V/A/R/M/W、S365Q/W/M/A/G、S366A/L、Y367L/E/M/P/N/F、P368G、D417P、E475D、Y476V、F478L、K518Q、H527W/R/L/Y/T/M、T529M/F、M531H/Y/A/K/R/W/T/L/V/G、N535L/Y/M/K/I/R/W/Q、G539Y/F、P542E/S/G、N545K/D/S/L/R/Q/W、Q546W/F、A547M/Y/W/F/V/S、L549Q/Y/H/G/R/K、I550A/W/T/G/F/S、N552L/M/S/T、G553S/T/E/Q/K/R/M、F558P/T、A596S、G603T/A/L、A610T/E、V615A/T、Y622A/M、C623G/S/Y/F、D624F/K、I628Y/V/F/L/M、Y629W/H/M/K、R632L/C、N635D、M641L/Y、A643L、I644H/M/Y、T647G/A/E/K/S/Y、I648K/R/V/N/T/L、T651Y/F/M、I652Q/G/S/N/F/T/A/L/E/K/M、K655G/F/E/N/Q/M/A、W656E、D657R/P/A/E、V658L、H660A/Y、F662I/L、L690Mおよびその組合せからなる群から選択される1つまたは複数のアミノ酸置換を含む配列番号1に記載するアミノ酸配列と少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも95%の配列同一性を有するアミノ酸配列を有し、1つまたは複数のアミノ酸置換が、親ポリメラーゼと比較して、酵素活性、忠実度、処理能力、伸長速度、シーケンシング精度、長時間連続性解読能、安定性、または溶解性を変化させる、改変DNAポリメラーゼを提供する。一実施形態においては、変化した特性は酵素活性である。一実施形態においては、変化した特性は忠実度である。一実施形態においては、変化した特性は処理能力である。一実施形態においては、変化した特性は伸長速度である。一実施形態においては、変化した特性は安定性である。一実施形態においては、変化した特性は溶解性である。一実施形態においては、変化した特性は、ヌクレオチドポリリン酸に結合する能力、および/またはヌクレオチドポリリン酸を組み込む能力である。ヌクレオチドポリリン酸は、例えばヌクレオチド四リン酸、ヌクレオチド五リン酸、ヌクレオチド六リン酸、ヌクレオチド七リン酸、またはヌクレオチド八リン酸である。 [0011] In the fourth embodiment, it is a modified DNA polymerase having DNA polymerase activity, H223A, N224Y / L / Q / M / R / K, Y225L / T / I / F / A, H227P / E. / F / Y, I295W / F / M / E, Y342L / F, T343N / F, I357G / L / Q / H / W / M / A / E / Y / P, S360G / E / Y, L361M / W / V / F, I363V / A / R / M / W, S365Q / W / M / A / G, S366A / L, Y367L / E / M / P / N / F, P368G, D417P, E475D, Y476V, F478L , K518Q, H527W / R / L / Y / T / M, T529M / F, M531H / Y / A / K / R / W / T / L / V / G, N535L / Y / M / K / I / R / W / Q, G539Y / F, P542E / S / G, N545K / D / S / L / R / Q / W, Q546W / F, A547M / Y / W / F / V / S, L549Q / Y / H / G / R / K, I550A / W / T / G / F / S, N552L / M / S / T, G553S / T / E / Q / K / R / M, F558P / T, A596S, G603T / A / L, A610T / E, V615A / T, Y622A / M, C623G / S / Y / F, D624F / K, I628Y / V / F / L / M, Y629W / H / M / K, R632L / C, N635D , M641L / Y, A643L, I644H / M / Y, T647G / A / E / K / S / Y, I648K / R / V / N / T / L, T651Y / F / M, I652Q / G / S / N / F / T / A / L / E / K / M, K655G / F / E / N / Q / M / A, W656E, D657R / P / A / E, V658L, H660A / Y, F662I / L, L690M And at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 90%, or at least 95% of the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1 containing one or more amino acid substitutions selected from the group consisting of and combinations thereof. Having an amino acid sequence with identity, one or more amino acid substitutions have enzyme activity, fidelity, processing power, elongation rate, sequencing accuracy, long-term continuity decoding ability, and stability compared to the parent polymerase. Provided are modified DNA polymerases that alter sex or solubility. In one embodiment, the altered property is enzyme activity. In one embodiment, the altered property is fidelity. In one embodiment, the altered property is processing power. In one embodiment, the altered property is the elongation rate. In one embodiment, the altered property is stability. In one embodiment, the altered property is solubility. In one embodiment, the altered property is the ability to bind and / or incorporate nucleotide polyphosphate. Nucleotide polyphosphates are, for example, nucleotide tetraphosphates, nucleotide pentaphosphates, nucleotide hexaphosphates, nucleotide heptaphosphates, or nucleotide octaphosphates.
[0012]一実施形態においては、配列番号1または2と比較して変化した酵素活性を有するバリアントポリメラーゼは、
a. H223A;
b. N224Y/L/Q/M/R/K;
c. Y225L/I/T/F/A/M;
d. H227P/E/F/Y;
e. I295F/E/M/W;
f. Y342L/F;
g. T343N/F;
h. I357G/L/Q/H/W/M/A/E/Y/P;
i. S360G/E/Y;
j. L361M/W/V/F;
k. I363V/A/R/M/W;
l. S365Q/W/M/A/G;
m. S366A/L;
n. Y367L/E/M/P/N/F;
o. P368G;
p. D417P;
q. E475D;
r. Y476V;
s. F478L;
t. K518Q;
u. H527W/R/L/Y/T/M;
v. T529M/F;
w. M531H/Y/A/K/R/W/T/L/V/G;
x. N535L/Y/M/K/I/R/W/Q;
y. P542E/S/G;
z. N545D/K/S/L/R/Q/W;
aa. Q546W/F;
bb. A547F/M/W/Y/V/S;
cc. L549H/Y/Q/G/R/K;
dd. I550A/W;
ee. I550T/G/F/S;
ff. N552L/M/T;
gg. G553S/T/E/Q/K/R/M;
hh. F558P/T;
ii. A596S;
jj. G603T/A/L;
kk. A610T/E;
ll. V615A/T;
mm. Y622A/M;
nn. C623G/S/Y/A/F;
oo. D624F/K;
pp. I628Y/V/F/L/M;
qq. Y629W/H/M/K;
rr. R632L/C;
ss. N635D;
tt. M641L/Y;
uu. A643L;
vv. I644H/M/Y;
ww. T647G/A/E/K/S/Y;
xx. I648K/R/V/N/T/L;
yy. T651Y/F/M;
zz. I652Q/G/S/N/F/T/A/L/E/K/M;
aaa. K655G/F/E/N/Q/M/A;
bbb. W656E;
ccc. D657R/P/A/E;
ddd. V658L;
eee. H660A/Y;
fff. F662I/L;
ggg. L690M;
hhh. S366A+N535L;
iii. T651Y+N535L;
jjj. Y342L+E475D+F478L;
kkk. T343N+D417P+K518Q;
lll. N535L+N545K+T651Y;
mmm. I363V+E475D+Y476V;
nnn. S366L+G553S+F558P;
ooo. S366A+N535L+A547M;
ppp. S366A+P542E+N545K;
qqq. S366A+P542E+I652Q;
rrr. S366A+N535L+T529M;
sss. S366A+N535L+I652Q;
ttt. S366A+N535L+N545K;
uuu. T651Y+P542E+N545K;
vvv. T651Y+P542E+Q546W;
www. T651Y+P542E+S366A;
xxx. T651Y+N535L+N545K;
yyy. S366A+N535I+I652Q;
zzz. T651Y+S366A+A547F;
aaaa. T647G+A547F+Y225T;
bbbb. A547F+A610T+S366A;
cccc. A547F+A610T+Y225I;
dddd. S366A+T647G+A547F;
eeee. T529M+S366A+A547F;
ffff. T647E+S366A+A547F;
gggg. T529M+T647G+A547F;
hhhh. N545K+S366A+A547F;
iiii. T647G+A547F+T529M;
jjjj. T529M+A610T+A547F;
kkkk. M641Y+T529M+A547F;
llll. T647G+C623G+A547F;
mmmm. A610T+I295W+T651Y;
nnnn. V615A+M531Y+T647G;
oooo. S366L+F478L+A596S+L690M;
pppp. H223A+G553S+A643L+F662I;
qqqq. N535L+N545K+T651Y+T529M;
rrrr. N535L+N545K+T651Y+N635D;
ssss. N535L+N545K+T651Y+I652Q;
tttt. S366A+N535L+I652Q+T529M;
uuuu. S366A+S365A+P368G+G603T;
vvvv. N535L+N545K+T651Y+T647G;
wwww. S366A+N535L+I652Q+A547Y;
xxxx. S366A+N535L+A547M+T647G;
yyyy. T529M+S366A+A547F+N545K;
zzzz. T529M+S366A+A547F+N545R;
aaaaa. T529M+S366A+A547F+N552L;
bbbbb. T529M+S366A+A547F+Y629W;
ccccc. N535I+N545K+T651Y+T529M;
ddddd. N535I+N545K+T651Y+N635D;
eeeee. N535I+N545K+T651Y+I652Q;
fffff. N535L+N545K+T651Y+T647G+C623G;
ggggg. N535L+N545K+T651Y+T647G+I628Y;
hhhhh. S366A+N535L+A547M+T647G+S360G;
iiiii. N535I+N545K+T651Y+I652Q+Y225I;
jjjjj. N535L+N545K+T651Y+T647G+K655G;
kkkkk. N535L+N545K+T651Y+T647G+L549Q;
lllll. S366A+N535L+I652Q+A547Y+K655G;
mmmmm. T529M+S366A+A547F+N545L+Y629W;
nnnnn. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L;
ooooo. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225F;
ppppp. T529M+S366A+A547F+N545L+K655F;
qqqqq. T529M+S366A+A547F+N545L+N552L;
rrrrr. T529M+S366A+A547F+N545R+M531A;
sssss. T529M+S366A+A547F+N545R+G539Y;
ttttt. T529M+S366A+A547F+N545R+V658L;
uuuuu. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R;
vvvvv. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+N552L;
wwwww. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+I652G;
xxxxx. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+I652Q;
yyyyy. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+N552M
zzzzz. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+N224R;
aaaaaa. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+I628M;
bbbbbb. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+K655A;および
cccccc. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+Y629W
から選択される。一実施形態においては、変化した特性は酵素活性である。一実施形態においては、変化した特性は忠実度である。一実施形態においては、変化した特性は処理能力である。一実施形態においては、変化した特性は伸長速度である。一実施形態においては、変化した特性は安定性である。一実施形態においては、変化した特性は溶解性である
。一実施形態においては、変化した特性は、ヌクレオチドポリリン酸に結合する能力、および/またはヌクレオチドポリリン酸を組み込む能力である。ヌクレオチドポリリン酸は、例えばヌクレオチド四リン酸、ヌクレオチド五リン酸、ヌクレオチド六リン酸、ヌクレオチド七リン酸、またはヌクレオチド八リン酸である。
[0012] In one embodiment, a variant polymerase having altered enzymatic activity as compared to SEQ ID NO: 1 or 2
a. H223A;
b. N224Y / L / Q / M / R / K;
c. Y225L / I / T / F / A / M;
d. H227P / E / F / Y;
e. I295F / E / M / W;
f. Y342L / F;
g. T343N / F;
h. I357G / L / Q / H / W / M / A / E / Y / P;
i. S360G / E / Y;
j. L361M / W / V / F;
k. I363V / A / R / M / W;
l. S365Q / W / M / A / G;
m. S366A / L;
n. Y367L / E / M / P / N / F;
o. P368G;
p. D417P;
q. E475D;
r. Y476V;
s. F478L;
t. K518Q;
u. H527W / R / L / Y / T / M;
v. T529M / F;
w. M531H / Y / A / K / R / W / T / L / V / G;
x. N535L / Y / M / K / I / R / W / Q;
y. P542E / S / G;
z. N545D / K / S / L / R / Q / W;
aa. Q546W / F;
bb. A547F / M / W / Y / V / S;
cc. L549H / Y / Q / G / R / K;
dd. I550A / W;
ee. I550T / G / F / S;
ff. N552L / M / T;
gg. G553S / T / E / Q / K / R / M;
hh. F558P / T;
ii. A596S;
JJ. G603T / A / L;
kk. A610T / E;
ll. V615A / T;
mm. Y622A / M;
nn. C623G / S / Y / A / F;
oo. D624F / K;
pp. I628Y / V / F / L / M;
qq. Y629W / H / M / K;
rr. R632L / C;
ss. N635D;
tt. M641L / Y;
uu. A643L;
vv. I644H / M / Y;
ww. T647G / A / E / K / S / Y;
xx. I648K / R / V / N / T / L;
yy. T651Y / F / M;
zz. I652Q / G / S / N / F / T / A / L / E / K / M;
aaa. K655G / F / E / N / Q / M / A;
bbb. W656E;
ccc. D657R / P / A / E;
ddd. V658L;
ee. H660A / Y;
fff. F662I / L;
ggg. L690M;
hh. S366A + N535L;
iii. T651Y + N535L;
jJJ. Y342L + E475D + F478L;
kkk. T343N + D417P + K518Q;
lll. N535L + N545K + T651Y;
mmm. I363V + E475D + Y476V;
nnn. S366L + G553S + F558P;
oo. S366A + N535L + A547M;
ppp. S366A + P542E + N545K;
qqq. S366A + P542E + I652Q;
rrr. S366A + N535L + T529M;
sss. S366A + N535L + I652Q;
ttt. S366A + N535L + N545K;
uu. T651Y + P542E + N545K;
vvv. T651Y + P542E + Q546W;
www. T651Y + P542E + S366A;
xxx. T651Y + N535L + N545K;
yy. S366A + N535I + I652Q;
zzz. T651Y + S366A + A547F;
aaaa. T647G + A547F + Y225T;
bbbb. A547F + A610T + S366A;
cccc. A547F + A610T + Y225I;
dddd. S366A + T647G + A547F;
eeee. T529M + S366A + A547F;
ffff. T647E + S366A + A547F;
gggg. T529M + T647G + A547F;
hhhh. N545K + S366A + A547F;
iii. T647G + A547F + T529M;
jjjj. T529M + A610T + A547F;
kkkkk. M641Y + T529M + A547F;
llll. T647G + C623G + A547F;
mmmm. A610T + I295W + T651Y;
nnnn. V615A + M531Y + T647G;
oooo. S366L + F478L + A596S + L690M;
pppp. H223A + G553S + A643L + F662I;
qqqq. N535L + N545K + T651Y + T529M;
rrrr. N535L + N545K + T651Y + N635D;
ssss. N535L + N545K + T651Y + I652Q;
tttt. S366A + N535L + I652Q + T529M;
uuu. S366A + S365A + P368G + G603T;
vvvv. N535L + N545K + T651Y + T647G;
www. S366A + N535L + I652Q + A547Y;
xxxx. S366A + N535L + A547M + T647G;
yyyy. T529M + S366A + A547F + N545K;
zzzz. T529M + S366A + A547F + N545R;
aaaaaa. T529M + S366A + A547F + N552L;
bbbbbb. T529M + S366A + A547F + Y629W;
cccccc. N535I + N545K + T651Y + T529M;
dddddd. N535I + N545K + T651Y + N635D;
eeee. N535I + N545K + T651Y + I652Q;
fffff. N535L + N545K + T651Y + T647G + C623G;
gggggg. N535L + N545K + T651Y + T647G + I628Y;
hhhh. S366A + N535L + A547M + T647G + S360G;
iiiiii. N535I + N545K + T651Y + I652Q + Y225I;
jjjjj. N535L + N545K + T651Y + T647G + K655G;
kkkkkk. N535L + N545K + T651Y + T647G + L549Q;
lllll. S366A + N535L + I652Q + A547Y + K655G;
mmmmm. T529M + S366A + A547F + N545L + Y629W;
nnnnnn. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L;
OOOO. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225F;
pppppp. T529M + S366A + A547F + N545L + K655F;
qqqqq. T529M + S366A + A547F + N545L + N552L;
rrrrr. T529M + S366A + A547F + N545R + M531A;
ssss. T529M + S366A + A547F + N545R + G539Y;
ttttt. T529M + S366A + A547F + N545R + V658L;
uuuu. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R;
vvvvv. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + N552L;
wwwww. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + I652G;
xxxxxx. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + I652Q;
yyyy. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + N552M
zzzzz. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + N224R;
aaaaaaa. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + I628M;
bbbbbb. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + K655A; and cccccc. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + Y629W
Is selected from. In one embodiment, the altered property is enzyme activity. In one embodiment, the altered property is fidelity. In one embodiment, the altered property is processing power. In one embodiment, the altered property is the elongation rate. In one embodiment, the altered property is stability. In one embodiment, the altered property is solubility. In one embodiment, the altered property is the ability to bind and / or incorporate nucleotide polyphosphate. Nucleotide polyphosphates are, for example, nucleotide tetraphosphates, nucleotide pentaphosphates, nucleotide hexaphosphates, nucleotide heptaphosphates, or nucleotide octaphosphates.
[0013]一部の実施形態においては、N535I+N545K+T651Y+N635D変異を有する配列番号2、または配列番号1もしくは2と比較して変化した酵素活性を有するバリアントポリメラーゼは、
a. A547F+A610T+Y225I;
b. Y225T+T647G+A547F;
c. S366A+T647G+A547F;
d. S366A+A547F+A610T;
e. T529M+S366A+A547F;
f. T529M+T647G+A547F;
g. T529M+A610T+A547F;
h. N545K+S366A+A547F;
i. N545K+T647G+A547F;
j. A610T+I295W+T651Y;
k. V615A+M531Y+T647G;
l. M641Y+T529M+A547F;
m. T647E+S366A+A547F;
n. T647G+A547F+T529M;
o. T647G+C623G+A547F;および
p. T651Y+S366A+A547F。
から選択される。
[0013] In some embodiments, SEQ ID NO: 2 with the N535I + N545K + T651Y + N635D mutation, or variant polymerase with altered enzymatic activity as compared to SEQ ID NO: 1 or 2,
a. A547F + A610T + Y225I;
b. Y225T + T647G + A547F;
c. S366A + T647G + A547F;
d. S366A + A547F + A610T;
e. T529M + S366A + A547F;
f. T529M + T647G + A547F;
g. T529M + A610T + A547F;
h. N545K + S366A + A547F;
i. N545K + T647G + A547F;
j. A610T + I295W + T651Y;
k. V615A + M531Y + T647G;
l. M641Y + T529M + A547F;
m. T647E + S366A + A547F;
n. T647G + A547F + T529M;
o. T647G + C623G + A547F; and p. T651Y + S366A + A547F.
Is selected from.
[0014]一部の実施形態においては、バリアントポリメラーゼは、
a. N535L+N545K+T651Y;
b. S366A+N535L+I652Q;
c. S366A+T529M+N535L;
d. S366A+N535L+N545K;
e. S366A+N535L+A547M;
f. S366A+P542E+I652Q;
g. S366A+P542E+N545K;
h. S366A+P542E+T651Y;
i. P542E+N545K+T651Y;
j. P542E+Q546W+T651Y;
k. N535L+T651Y;
l. S366A+N535L;
m. N535L+N545K+T651Y+T529M;
n. N535L+N545K+T651Y+N635D;
o. N535L+N545K+T651Y+I652Q;
p. S366A+N535L+I652Q+T529M;
q. N535L+N545K+T651Y+T647G;
r. S366A+N535L+I652Q+A547Y;
s. S366A+N535L+A547M+T647G;
t. S366A+N535I+I652Q;
u. N535I+N545K+T651Y+T529M;
v. N535I+N545K+T651Y+N635D;
w. N535I+N545K+T651Y+I652Q;
x. N535L+N545K+T651Y+T647G+C623G;
y. N535L+N545K+T651Y+T647G+I628Y;
z. S366A+N535L+A547M+T647G+S360G;
aa. N535I+N545K+T651Y+I652Q+Y225I;
bb. N535L+N545K+T651Y+T647G+K655G;
cc. N535L+N545K+T651Y+T647G+L549Q;
dd. S366A+N535L+I652Q+A547Y+K655G;
ee. T647G+A547F+Y225T;
ff. A547F+A610T+S366A;
gg. A547F+A610T+Y225I;
hh. S366A+T647G+A547F;
ii. T651Y+S366A+A547F;
jj. T529M+S366A+A547F;
kk. T647E+S366A+A547F;
ll. T529M+T647G+A547F;
mm. N545K+S366A+A547F;
nn. T647G+A547F+T529M;
oo. N545K+T647G+A547F;
pp. T529M+A610T+A547F;
qq. M641Y+T529M+A547F;
rr. T647G+C623G+A547F;
ss. A610T+I295W+T651Y;
tt. V615A+M531Y+T647G;
uu. T529M+S366A+A547F+N545K;
vv. T529M+S366A+A547F+N545R;
ww. T529M+S366A+A547F+N552L;
xx. T529M+S366A+A547F+Y629W;
yy. T529M+S366A+A547F+N545L+Y629W;
zz. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L;
aaa. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225F;
bbb. T529M+S366A+A547F+N545L+K655F;
ccc. T529M+S366A+A547F+N545L+N552L;
ddd. T529M+S366A+A547F+N545R+M531A;
eee. T529M+S366A+A547F+N545R+G539Y;
fff. T529M+S366A+A547F+N545R+V658L;
ggg. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R;
hhh. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+N552L;
iii. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+I652G;
jjj. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+I652Q;
kkk. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+N552Mlll. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+N224R;
mmm. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+I628M;
nnn. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+K655A;および
ooo. T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+Y629W
から選択される。一部の実施形態においては、バリアントポリメラーゼは、配列番号1もしくは2、または親ポリメラーゼと比較して変化した酵素活性を有する。
[0014] In some embodiments, the variant polymerase is
a. N535L + N545K + T651Y;
b. S366A + N535L + I652Q;
c. S366A + T529M + N535L;
d. S366A + N535L + N545K;
e. S366A + N535L + A547M;
f. S366A + P542E + I652Q;
g. S366A + P542E + N545K;
h. S366A + P542E + T651Y;
i. P542E + N545K + T651Y;
j. P542E + Q546W + T651Y;
k. N535L + T651Y;
l. S366A + N535L;
m. N535L + N545K + T651Y + T529M;
n. N535L + N545K + T651Y + N635D;
o. N535L + N545K + T651Y + I652Q;
p. S366A + N535L + I652Q + T529M;
q. N535L + N545K + T651Y + T647G;
r. S366A + N535L + I652Q + A547Y;
s. S366A + N535L + A547M + T647G;
t. S366A + N535I + I652Q;
u. N535I + N545K + T651Y + T529M;
v. N535I + N545K + T651Y + N635D;
w. N535I + N545K + T651Y + I652Q;
x. N535L + N545K + T651Y + T647G + C623G;
y. N535L + N545K + T651Y + T647G + I628Y;
z. S366A + N535L + A547M + T647G + S360G;
aa. N535I + N545K + T651Y + I652Q + Y225I;
bb. N535L + N545K + T651Y + T647G + K655G;
cc. N535L + N545K + T651Y + T647G + L549Q;
dd. S366A + N535L + I652Q + A547Y + K655G;
ee. T647G + A547F + Y225T;
ff. A547F + A610T + S366A;
gg. A547F + A610T + Y225I;
hh. S366A + T647G + A547F;
ii. T651Y + S366A + A547F;
JJ. T529M + S366A + A547F;
kk. T647E + S366A + A547F;
ll. T529M + T647G + A547F;
mm. N545K + S366A + A547F;
nn. T647G + A547F + T529M;
oo. N545K + T647G + A547F;
pp. T529M + A610T + A547F;
qq. M641Y + T529M + A547F;
rr. T647G + C623G + A547F;
ss. A610T + I295W + T651Y;
tt. V615A + M531Y + T647G;
uu. T529M + S366A + A547F + N545K;
vv. T529M + S366A + A547F + N545R;
ww. T529M + S366A + A547F + N552L;
xx. T529M + S366A + A547F + Y629W;
yy. T529M + S366A + A547F + N545L + Y629W;
zz. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L;
aaa. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225F;
bbb. T529M + S366A + A547F + N545L + K655F;
ccc. T529M + S366A + A547F + N545L + N552L;
ddd. T529M + S366A + A547F + N545R + M531A;
ee. T529M + S366A + A547F + N545R + G539Y;
fff. T529M + S366A + A547F + N545R + V658L;
ggg. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R;
hh. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + N552L;
iii. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + I652G;
jJJ. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + I652Q;
kkk. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + N552Mlll. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + N224R;
mmm. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + I628M;
nnn. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + K655A; and oo. T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + Y629W
Is selected from. In some embodiments, the variant polymerase has altered enzymatic activity as compared to SEQ ID NO: 1 or 2, or the parent polymerase.
[0015]一部の実施形態においては、S366A+T529M+N545L+A547F変異を有する配列番号2、または配列番号1もしくは2と比較して変化した酵素活性を有するバリアントポリメラーゼは、
a. Y225L/F/A/M;
b. M531A/G;
c. G539Y;
d. N552L/T;
e. Y629W/K;
f. K655F
から選択される。一実施形態においては、変化した特性は酵素活性である。一実施形態においては、変化した特性は忠実度である。一実施形態においては、変化した特性は処理能力である。一実施形態においては、変化した特性は伸長速度である。一実施形態においては、変化した特性は安定性である。一実施形態においては、変化した特性は溶解性である。一実施形態においては、変化した特性は、ヌクレオチドポリリン酸に結合する能力、および/またはヌクレオチドポリリン酸を組み込む能力である。ヌクレオチドポリリン酸は、例えばヌクレオチド四リン酸、ヌクレオチド五リン酸、ヌクレオチド六リン酸、ヌクレオチド七リン酸、またはヌクレオチド八リン酸である。
[0015] In some embodiments, SEQ ID NO: 2 with the S366A + T529M + N545L + A547F mutation, or variant polymerase with altered enzymatic activity as compared to SEQ ID NO: 1 or 2,
a. Y225L / F / A / M;
b. M531A / G;
c. G539Y;
d. N552L / T;
e. Y629W / K;
f. K655F
Is selected from. In one embodiment, the altered property is enzyme activity. In one embodiment, the altered property is fidelity. In one embodiment, the altered property is processing power. In one embodiment, the altered property is the elongation rate. In one embodiment, the altered property is stability. In one embodiment, the altered property is solubility. In one embodiment, the altered property is the ability to bind and / or incorporate nucleotide polyphosphate. Nucleotide polyphosphates are, for example, nucleotide tetraphosphates, nucleotide pentaphosphates, nucleotide hexaphosphates, nucleotide heptaphosphates, or nucleotide octaphosphates.
[0016]一部の実施形態においては、親ポリメラーゼは野生型Pol6(配列番号1)である。一部の実施形態においては、親ポリメラーゼは、Hisタグを含むPol6(配列番号2)である。一部の実施形態においては、親ポリメラーゼは、S366A+T529M+A547F+N545L/R変異を含む。一部の実施形態においては、親ポリメラーゼは、1つまたは複数の変異を含む配列番号1としてもよい。例えば、S366A+T529M+A547F+N545Rは、S366A+T529M+A547Fを親ポリメラーゼとして使用し、その後N545Rを加えたものである。 [0016] In some embodiments, the parent polymerase is wild-type Pol6 (SEQ ID NO: 1). In some embodiments, the parent polymerase is Pol6 (SEQ ID NO: 2) containing a His tag. In some embodiments, the parent polymerase comprises a S366A + T529M + A547F + N545L / R mutation. In some embodiments, the parent polymerase may be SEQ ID NO: 1 containing one or more mutations. For example, S366A + T529M + A547F + N545R is obtained by using S366A + T529M + A547F as a parent polymerase and then adding N545R.
[0017]一部の実施形態においては、改変ポリメラーゼは、親ポリメラーゼよりも大きいkchemを有する。一部の実施形態においては、改変ポリメラーゼは、親ポリメラーゼよりも小さいkoffを有する。一部の実施形態においては、改変ポリメラーゼは、親ポリメラーゼよりも少なくとも1.5倍、2.0倍、または2.5倍大きいkchem/koff(すなわち、比)を有する。 [0017] In some embodiments, the modified polymerase has a larger kchem than the parent polymerase. In some embodiments, the modified polymerase has less k off than the parent polymerases. In some embodiments, the modified polymerase is at least 1.5 times than the parent polymerase has 2.0 times, or 2.5 times greater k chem / k off (i.e., ratio).
[0018]本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。しかしながら、詳細な説明および具体例は本発明の好ましい実施形態を示すが、この詳細な説明から本発明の範囲および趣旨内の様々な変化および改変が当業者に明らかになるので、詳細な説明および具体例は単に説明として提供するものであることを理解するべきである。 [0018] Other objects, features, and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description below. However, although detailed description and examples show preferred embodiments of the invention, this detailed description will reveal to those skilled in the art various changes and modifications within the scope and intent of the invention. It should be understood that the concrete examples are provided merely as explanations.
[0031]これより、以下の定義および例を使用して、単なる参照として本発明を詳細に説明する。本明細書において参照するあらゆる特許および刊行物は、このような特許および刊行物で開示されているあらゆる配列を含めて、参照によって本明細書に明示的に組み入れられる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of reference only, using the following definitions and examples. All patents and publications referenced herein are expressly incorporated herein by reference, including any sequences disclosed in such patents and publications.
[0032]本明細書において別段の定めがない限り、本明細書中で使用する全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と
同じ意味を有する。Singletonら、DICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY、第2版、John Wiley and Sons、New York(1994)、およびHale&Marham、THE HARPER COLLINS DICTIONARY OF BIOLOGY、Harper Perennial、NY(1991)により、本発明で使用する用語の多くの一般的な辞書が当業者に与えられる。本明細書において説明する方法および材料と類似または等価である任意の方法および材料を、本発明の実施または試験において使用することができるが、好ましい方法および材料を説明する。当技術分野の定義および用語について、Sambrookら、1989年、およびAusubel FMら、1993年が実施者らに特に向くものである。方法、プロトコールおよび試薬は様々であり得るので、本発明は、記載する特定の方法、プロトコールおよび試薬に限定されないことを理解するべきである。
[0032] Unless otherwise specified herein, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Have. Singleton et al., DICTIONARY OF MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY, 2nd Edition, John Wiley and Sons, New York (1994), and Hale & Marham, THE HARPER Many common dictionaries of are given to those skilled in the art. Any method and material that is similar or equivalent to the methods and materials described herein can be used in the practice or testing of the present invention, but preferred methods and materials are described. Regarding the definitions and terms in the art, Sambrook et al., 1989, and Ausubel FM et al., 1993 are particularly suitable for practitioners. It should be understood that the invention is not limited to the particular methods, protocols and reagents described, as the methods, protocols and reagents can vary.
[0033]数の範囲は、範囲を定める数を含める。約という用語は、本明細書においては、値のプラスまたはマイナス10パーセント(10%)を意味するよう使用する。例えば「約100」は、90〜110の間の任意の数を指す。 [0033] The range of numbers includes numbers that define the range. The term about is used herein to mean plus or minus 10 percent (10%) of the value. For example, "about 100" refers to any number between 90 and 110.
[0034]別段に示されていない限り、核酸は5’〜3’の方向でそれぞれ左から右に書き、アミノ酸配列はアミノからカルボキシの方向でそれぞれ左から右に書く。
[0035]本明細書において示している見出しは、本発明の様々な態様または実施形態を限定するものではなく、本発明は、明細書を全体として参照によって理解され得る。したがって、直下で定義する用語は、明細書を全体として参照によってより充分に定義される。定義:
[0036]アミノ酸:本明細書において使用する場合、「アミノ酸」という用語は、広義には、ポリペプチド鎖に組み込まれ得る任意の化合物および/または物質を指す。一部の実施形態においては、アミノ酸は、一般構造H2N−C(H)(R)−COOHを有する。一部の実施形態においては、アミノ酸は、天然由来のアミノ酸である。一部の実施形態においては、アミノ酸は合成アミノ酸であり、一部の実施形態においては、アミノ酸はD−アミノ酸であり、一部の実施形態においては、アミノ酸はL−アミノ酸である。「標準アミノ酸」は、天然由来のペプチドにおいて一般に見出される20種の標準的なL−アミノ酸のいずれかを指す。「非標準アミノ酸」は、合成により調製されるものであるか天然源から得られるものであるかにかかわらず、標準アミノ酸以外の任意のアミノ酸を指す。本明細書において使用する場合、「合成アミノ酸」は化学修飾アミノ酸を包含し、化学修飾アミノ酸としては、塩、アミノ酸誘導体(アミドなど)、および/または置換体が含まれるが、これらに限定されない。ペプチドのカルボキシ末端アミノ酸および/またはアミノ末端アミノ酸を含めたアミノ酸は、それらの活性に悪影響を及ぼすことなく、メチル化、アミド化、アセチル化、および/または、他の化学物質での置換によって修飾することができる。アミノ酸は、ジスルフィド結合に関与することができる。「アミノ酸」という用語は、「アミノ酸残基」と互換的に使用され、遊離アミノ酸、および/またはペプチドのアミノ酸残基を指すことができる。その用語が遊離アミノ酸、またはペプチドの残基のいずれを指すかは、その用語が使用される文脈から明らかになる。本明細書においては、全てのアミノ酸残基配列は、左右の方向が、アミノ末端からカルボキシ末端への従来の方向になっている式によって示していることに留意するべきである。
[0034] Unless otherwise indicated, nucleic acids are written from left to right in the 5'to 3'direction, and amino acid sequences are written from left to right in the amino to carboxy direction, respectively.
[0035] The headings presented herein are not intended to limit the various aspects or embodiments of the invention, and the invention may be understood by reference in its entirety. Therefore, the terms defined directly below are more fully defined by reference in the specification as a whole. Definition:
[0036] Amino Acids: As used herein, the term "amino acid" broadly refers to any compound and / or substance that can be incorporated into a polypeptide chain. In some embodiments, the amino acid has the general structure H 2 N-C (H) (R) -COOH. In some embodiments, the amino acid is a naturally occurring amino acid. In some embodiments, the amino acid is a synthetic amino acid, in some embodiments the amino acid is a D-amino acid, and in some embodiments the amino acid is an L-amino acid. "Standard amino acid" refers to any of the 20 standard L-amino acids commonly found in naturally occurring peptides. "Non-standard amino acid" refers to any amino acid other than standard amino acids, whether synthetically prepared or derived from natural sources. As used herein, "synthetic amino acids" include, but are not limited to, chemically modified amino acids, including, but not limited to, salts, amino acid derivatives (such as amides), and / or substituents. Amino acids, including carboxy-terminal amino acids and / or amino-terminal amino acids of peptides, are modified by methylation, amidation, acetylation, and / or substitution with other chemicals without adversely affecting their activity. be able to. Amino acids can be involved in disulfide bonds. The term "amino acid" is used interchangeably with "amino acid residues" and can refer to free amino acids and / or amino acid residues of peptides. Whether the term refers to a free amino acid or a peptide residue is clear from the context in which the term is used. It should be noted that in the present specification, all amino acid residue sequences are represented by a formula in which the left and right directions are the conventional directions from the amino terminus to the carboxy terminus.
[0037]塩基対(bp):本明細書において使用する場合、塩基対は、2本鎖DNA分子におけるアデニン(A)とチミン(T)、またはシトシン(C)とグアニン(G)との結び付きを指す。 [0037] Base Pair (bp): As used herein, base pair is the association of adenine (A) and thymine (T), or cytosine (C) and guanine (G), in a double-stranded DNA molecule. Point to.
[0038]相補的:本明細書において使用する場合、「相補的」という用語は、塩基対形成による2本のポリヌクレオチド鎖の領域間、または2つのヌクレオチド間の配列相補性の
広範な概念を指す。アデニンヌクレオチドが、チミンまたはウラシルであるヌクレオチドと特異的な水素結合を形成(「塩基対形成」)することができることは公知である。同様に、シトシンヌクレオチドがグアニンヌクレオチドと塩基対形成することができることは公知である。
Complementarity: As used herein, the term "complementary" refers to a broad concept of sequence complementarity between regions of two polynucleotide chains by base pairing or between two nucleotides. Point. It is known that adenine nucleotides can form specific hydrogen bonds (“base pairing”) with nucleotides that are thymine or uracil. Similarly, it is known that cytosine nucleotides can base pair with guanine nucleotides.
[0039]DNA結合親和性:本明細書において使用する場合、「DNA結合親和性」という用語は、典型的には、DNA核酸に結合することにおけるDNAポリメラーゼの活性を指す。一部の実施形態においては、DNA結合活性は、2バンドシフトアッセイにおいて測定することができる。例えば、Sambrookら(2001)Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、NY)の9.63〜9.75(核酸の末端標識について記載)を参照のこと。結合バッファー(リン酸ナトリウムバッファー(pH8.0)50mM、グリセロール10%、KCl25mM、MgCl2 25mM)約10μl中に少なくとも約0.5μgのポリペプチドを含有する反応混合物を調製する。反応混合物を10分間、37℃に加熱する。標識した2本鎖核酸約1×104〜5×104cpm(または約0.5〜2ng)を反応混合物に加え、さらに10分間インキュベートする。反応混合物を、0.5倍トリスホウ酸バッファー中の未変性ポリアクリルアミドゲルに載せる。反応混合物を室温で電気泳動に付す。ゲルを乾燥させ、標準的な方法を使用してオートラジオグラフィーに付す。標識した2本鎖核酸の移動度において検出可能な減少がある場合は、ポリペプチドと2本鎖核酸の間に結合複合体が形成していることを示す。このような核酸結合活性は、標準的な濃度測定法を使用して、最初の反応混合物における放射能の総量と比較した結合複合体における放射能の量を測定することにより、定量することができる。DNA結合親和性を測定する他の方法は、当技術分野において公知である(例えば、Kongら(1993)J.Biol.Chem.268(3):1965〜1975を参照のこと)。 [0039] DNA Binding Affinity: As used herein, the term "DNA binding affinity" typically refers to the activity of a DNA polymerase in binding to a DNA nucleic acid. In some embodiments, DNA binding activity can be measured in a two-band shift assay. See, for example, Sambrook et al. (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY), 9.63-9.75 (described for nucleic acid terminal labeling). Binding buffer to prepare a reaction mixture containing a polypeptide of at least about 0.5μg in (sodium phosphate buffer (pH 8.0) 50 mM, glycerol 10%, KCl25mM, MgCl 2 25mM ) about 10 [mu] l. The reaction mixture is heated to 37 ° C. for 10 minutes. The labeled double-stranded nucleic acid from about 1 × 10 4 ~5 × 10 4 cpm ( or about 0.5~2Ng) was added to the reaction mixture and incubated for an additional 10 minutes. The reaction mixture is placed on an unmodified polyacrylamide gel in 0.5-fold trisboric acid buffer. The reaction mixture is electrophoresed at room temperature. The gel is dried and submitted to autoradiography using standard methods. If there is a detectable decrease in the mobility of the labeled double-stranded nucleic acid, it indicates that a binding complex is formed between the polypeptide and the double-stranded nucleic acid. Such nucleic acid binding activity can be quantified by measuring the amount of radioactivity in the binding complex compared to the total amount of radioactivity in the initial reaction mixture using standard concentration measurements. .. Other methods for measuring DNA binding affinity are known in the art (see, eg, Kong et al. (1993) J. Biol. Chem. 268 (3): 1965-1975).
[0040]伸長速度:本明細書において使用する場合、「伸長速度」という用語は、DNAポリメラーゼがポリマー鎖を伸ばす平均速度を指す。本明細書において使用する場合、高伸長速度は、2nt/sより大きい(例えば、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、130、135、140nt/sより大きい)伸長速度を指す。本出願において使用する場合、「伸長速度」、「延長速度」、および「組み込み速度」という用語は互換的に使用する。 [0040] Elongation Rate: As used herein, the term "elongation rate" refers to the average rate at which DNA polymerase stretches a polymer strand. As used herein, high elongation rates are greater than 2 nt / s (eg, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100). , 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140 nt / s). As used in this application, the terms "extension speed", "extension speed", and "incorporation speed" are used interchangeably.
[0041]酵素活性:本明細書において使用する場合、「酵素活性」という用語は、DNAポリメラーゼの特異性および効率を指す。DNAポリメラーゼの酵素活性は「ポリメラーゼ活性」とも呼ばれ、典型的には、ポリヌクレオチドの鋳型特異的合成を触媒することにおけるDNAポリメラーゼの活性を指す。ポリメラーゼの酵素活性は、当技術分野で公知の様々な技術および方法を用いて測定することができる。例えば、ポリメラーゼの段階希釈物を、希釈バッファー(例えば、Tris.Cl、pH8.0 20mM、KCl50mM、NP40 0.5%、およびTween−20 0.5%)中で調製することができる。各希釈物について5μlを取り出し、TAPS(pH9.25)25mM、KCl50mM、MgCl2 2mM、dATP0.2mM、dGTP0.2mM、dTTP0.2mM、dCTP0.1mM、活性化DNA12.5μg、[α−32P]dCTP(0.05μCi/nmol)100μM、および滅菌脱イオン水を含有する反応混合物45μlに加えることができる。反応混合物を37℃(または、熱安定性DNAポリメラーゼでは74℃)で10分間インキュベートし、次いで反応物を4℃に急冷して、氷冷した60mM EDTA10μlを加えることによって停止させることができる。各反応混合物からアリコート25μlを取り出すことができる。組み込まれなかった放射能標識dCTPを、ゲルろ過(Centri−Sep、Princeton Separations、Adelphia、N.J.)によって各アリコートから取り出すことができる。カラム溶離液を、シンチレーション液(1ml)と混合することができる。シンチレーションカウンターを用いてカラム溶離液中の放射能を定量化して、ポリメラーゼによって合成された産物の量を決定する。ポリメラーゼ活性の1単位は、30分間に10nモルの産物を合成するために必要なポリメラーゼの量として定義することができる(Lawyerら(1989)J.Biol.Chem.264:6427〜647)。ポリメラーゼ活性を測定する他の方法は、当技術分野で公知である(例えば、Sambrookら(2001)Molecular Cloning:A Laboratory Manual(第3版、Cold Spring Harbor Laboratory Press、NY)を参照のこと)。
Enzymatic activity: As used herein, the term "enzymatic activity" refers to the specificity and efficiency of DNA polymerase. The enzymatic activity of DNA polymerase is also referred to as "polymerase activity" and typically refers to the activity of DNA polymerase in catalyzing template-specific synthesis of polynucleotides. The enzymatic activity of the polymerase can be measured using a variety of techniques and methods known in the art. For example, serial dilutions of the polymerase can be prepared in dilution buffers (eg, Tris.Cl, pH 8.0 20 mM,
[0042]精製された:本明細書において使用する場合、「精製された」は、分子が、含有されている試料の少なくとも90重量%、または少なくとも95重量%、または少なくとも98重量%の濃度で試料中に存在することを意味する。 Purified: As used herein, "purified" is at a concentration of at least 90% by weight, or at least 95% by weight, or at least 98% by weight of the sample in which the molecule is contained. It means that it is present in the sample.
[0043]単離された:「単離された」分子は、通常、例えば分子の自然環境で会合している少なくとも1種の他の分子から分離されている核酸分子である。単離された核酸分子としては、その核酸分子を通常発現する細胞に含有された核酸分子が挙げられるが、その核酸分子は、染色体外、またはその自然の染色体位置とは異なる染色体位置に存在する。 [0043] Isolated: An "isolated" molecule is usually a nucleic acid molecule that has been isolated, for example, from at least one other molecule that is associated in the natural environment of the molecule. An isolated nucleic acid molecule includes a nucleic acid molecule contained in a cell that normally expresses the nucleic acid molecule, which is located extrachromosomally or at a chromosomal position different from its natural chromosomal position. ..
[0044]相同性%:本明細書においては、「相同性%」という用語は、本明細書の「同一性%」という用語と互換的に使用し、本発明のポリペプチドのいずれか1つをコードする核酸配列、または本発明のポリペプチドのアミノ酸配列の間での、配列アライメントプログラムを使用して整列させた場合の核酸またはアミノ酸配列の同一性のレベルを指す。 % Homogeneity: As used herein, the term "% homology" is used interchangeably with the term "% homogeneity" herein and is any one of the polypeptides of the invention. Refers to the level of identity of a nucleic acid or amino acid sequence when aligned using a sequence alignment program between the nucleic acid sequences encoding the above, or the amino acid sequences of the polypeptides of the invention.
[0045]例えば、本明細書において使用する場合、相同性80%は、定義済みのアルゴリズムによって決定される配列同一性80%と同じことを意味し、したがって所与の配列の相同体は、所与の配列ある長さにわたって80%超の配列同一性を有する。配列同一性の例示的なレベルとしては、所与の配列、例えば本明細書に記載する本発明のポリペプチドのいずれか1つのコード配列との80、85、90、95、98%以上の配列同一性が挙げられるが、これらに限定されない。 [0045] For example, as used herein, 80% homology means the same as 80% sequence identity as determined by a defined algorithm, and thus the homology of a given sequence is the place. Given sequence has more than 80% sequence identity over a length. An exemplary level of sequence identity is 80, 85, 90, 95, 98% or more of a given sequence, eg, a coding sequence of any one of the polypeptides of the invention described herein. Identity is mentioned, but not limited to.
[0046]2つの配列間の同一性を決定するのに使用することができる例示的なコンピュータープログラムとしては、インターネット上で公開されている一連のBLASTプログラム、例えば、BLASTN、BLASTX、およびTBLASTX、BLASTP、およびTBLASTNが挙げられるが、これらに限定されない。Altschulら、1990年、およびAltschulら、1997年、も参照のこと。 [0046] As an exemplary computer program that can be used to determine the identity between two sequences, a series of BLAST programs published on the Internet, such as BLASTN, BLASTX, and TBLASTX, BLASTP. , And BLASTN, but are not limited to these. See also Altschul et al., 1990, and Altschul et al., 1997.
[0047]配列検索は、GenBankのDNA配列および他の公開データベースの核酸配列と比較して所与の核酸配列を評価する場合には、典型的にはBLASTNプログラムを使用して行う。BLASTXプログラムは、GenBankのタンパク質配列および他の公開データベースのアミノ酸配列に対して、全ての読み枠で翻訳されている核酸配列を検索することに好ましい。BLASTNとBLASTXの両方は、11.0のオープンギャップペナルティー、および1.0のエクステンディッドギャップペナルティーのデフォルトパラメーターを使用し、BLOSUM−62マトリックスを利用して走らせる。(例えば、Altschul,S.F.ら、Nucleic Acids Res.25:3389〜3402、1997年を参照のこと。)
[0048]2つ以上の配列間での「同一性%」を決定するための、選択された配列の好ましいアライメントは、例えば、MacVectorバージョン13.0.7のCLUSTAL−Wプログラムを使用し、10.0のオープンギャップペナルティー、0.1のエクス
テンディッドギャップペナルティーを含むデフォルトパラメーター、およびBLOSUM30類似度マトリックスを用いて動作させて行う。
[0047] Sequence lookups are typically performed using the BLASTN program when evaluating a given nucleic acid sequence against the DNA sequence of GenBank and the nucleic acid sequences of other public databases. The BLASTX program is preferred to search for nucleic acid sequences that have been translated in all reading frames against GenBank protein sequences and amino acid sequences in other public databases. Both BLASTN and BLASTX run using the BLASTUM-62 matrix with default parameters of 11.0 open gap penalty and 1.0 extended gap penalty. (See, for example, Altschul, SF et al., Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402, 1997.).
[0048] The preferred alignment of the selected sequences for determining "% identity" between two or more sequences is, for example, using the Clustal-W program of MacVector version 13.0.7, 10 It is run using a default parameter with an open gap penalty of .0, an extended gap penalty of 0.1, and a BLOSUM30 similarity matrix.
[0049]改変DNAポリメラーゼ:本明細書において使用する場合、「改変DNAポリメラーゼ」という用語は、別の(すなわち、親)DNAポリメラーゼから生じ、親DNAポリメラーゼと比較して1つまたは複数のアミノ酸の変化(例えば、アミノ酸の置換、欠失または挿入)を含有するDNAポリメラーゼを指す。一部の実施形態においては、本発明の改変DNAポリメラーゼは、天然由来のDNAポリメラーゼ、または野生型DNAポリメラーゼから生じるか、またはそれから改変されている。一部の実施形態においては、本発明の改変DNAポリメラーゼは、組換えDNAポリメラーゼまたは操作されたDNAポリメラーゼから生じるか、またはそれから改変されている。組換えDNAポリメラーゼまたは操作されたDNAポリメラーゼとしては、キメラDNAポリメラーゼ、融合DNAポリメラーゼ、または別の改変DNAポリメラーゼが挙げられるが、これらに限定されない。典型的には、改変DNAポリメラーゼは、親ポリメラーゼと比較して変更された表現型を少なくとも1つ有する。 Modified DNA Polymerase: As used herein, the term "modified DNA polymerase" originates from another (ie, parent) DNA polymerase and is associated with one or more amino acids as compared to the parent DNA polymerase. Refers to a DNA polymerase that contains a change (eg, amino acid substitution, deletion or insertion). In some embodiments, the modified DNA polymerases of the invention originate from, or have been modified from, naturally occurring DNA polymerases, or wild-type DNA polymerases. In some embodiments, the modified DNA polymerases of the invention result from or are modified from recombinant DNA polymerases or engineered DNA polymerases. Recombinant DNA polymerases or engineered DNA polymerases include, but are not limited to, chimeric DNA polymerases, fused DNA polymerases, or other modified DNA polymerases. Typically, the modified DNA polymerase has at least one modified phenotype compared to the parent polymerase.
[0050]変異:本明細書において使用する場合、「変異」という用語は、親配列に導入された変更を指し、その変更としては、置換、挿入、欠失(切り詰めを含める)が挙げられるが、これらに限定されない。変異の結果としては、親配列によってコードされるタンパク質では見出されない新しい特性、特質、機能、表現型、または形質の創造が挙げられるが、これらに限定されない。 [0050] Mutation: As used herein, the term "mutation" refers to a change introduced into a parent sequence, including substitutions, insertions, deletions (including truncation). , Not limited to these. The consequences of the mutation include, but are not limited to, the creation of new properties, traits, functions, phenotypes, or traits not found in the protein encoded by the parent sequence.
[0051]変異体:本明細書において使用する場合、「変異体」という用語は、親タンパク質と比較した場合に変化した特性を示す改変タンパク質を指す。「バリアント」および「変異体」という用語は、本明細書において互換的に使用する。 Mutant: As used herein, the term "mutant" refers to a modified protein that exhibits altered properties when compared to the parent protein. The terms "variant" and "mutant" are used interchangeably herein.
[0052]野生型:本明細書において使用する場合、「野生型」という用語は、天然由来の供給源から単離された際に、その遺伝子または遺伝子産物の特性を有する遺伝子または遺伝子産物を指す。 Wild-type: As used herein, the term "wild-type" refers to a gene or gene product that, when isolated from a naturally occurring source, has the properties of that gene or gene product. ..
[0053]忠実度:本明細書において使用する場合、「忠実度」という用語は、鋳型依存性DNAポリメラーゼによるDNA重合の精度、または、鋳型DNAに結合している誤ったヌクレオチドに対する正しいヌクレオチドのkoffの測定差異のいずれかを指す。DNAポリメラーゼの忠実度は、典型的には、エラー率(不正確なヌクレオチド、すなわち、鋳型依存的な方式で組み込まれていないヌクレオチドを組み込む頻度)によって測定する。DNA重合の精度または忠実度は、DNAポリメラーゼのポリメラーゼ活性と3’−5’エキソヌクレアーゼ活性の両方によって維持される。「高忠実度」という用語は、4.45×10−6変異/nt/倍加未満(例えば、4.0×10−6、3.5×10−6、3.0×10−6、2.5×10−6、2.0×10−6、1.5×10−6、1.0×10−6、0.5×10−6変異/nt/倍加未満)のエラー率を指す。DNAポリメラーゼの忠実度またはエラー率は、当技術分野で公知のアッセイを使用して測定することができる。例えば、DNAポリメラーゼのエラー率は、本明細書に記載するように試験するか、またはJohnsonら、Biochim Biophys Acta.2010年5月;1804(5):1041〜1048において記載されているように試験することができる。 Fidelity: As used herein, the term "fidelity" refers to the accuracy of DNA polymerization by a template-dependent DNA polymerase, or the correct nucleotide k for the wrong nucleotide bound to the template DNA. Refers to any of the measured differences of off. The fidelity of DNA polymerase is typically measured by error rate (the frequency of incorporation of inaccurate nucleotides, ie, nucleotides that are not incorporated in a template-dependent manner). The accuracy or fidelity of DNA polymerization is maintained by both the polymerase activity of DNA polymerase and the 3'-5'exonuclease activity. The term "high fidelity" refers to 4.45 x 10-6 mutations / nt / less than doubling (eg 4.0 x 10-6 , 3.5 x 10-6 , 3.0 x 10-6 , 2). .5 × 10-6 , 2.0 × 10-6 , 1.5 × 10-6 , 1.0 × 10-6 , 0.5 × 10-6 mutation / nt / less than doubling) .. The fidelity or error rate of DNA polymerase can be measured using assays known in the art. For example, the error rate of DNA polymerase can be tested as described herein, or Johnson et al., Biochim Biophys Acta. May 2010; 1804 (5): 1041-1048 can be tested as described.
[0054]ナノポア:本明細書において使用する場合、「ナノポア」という用語は概して、膜に形成された、または他の方法で膜に与えられた細孔、チャネル、または通路を指す。膜は、脂質二重層などの有機膜であっても、ポリマー材料で形成された膜などの合成膜であってもよい。膜はポリマー材料としてもよい。ナノポアは、例えば相補型金属酸化膜半
導体(CMOS)回路または電界効果トランジスター(FET)回路などの検出回路、または検出回路に連結された電極に隣接して、またはその近傍に配置してもよい。一部の例においては、ナノポアは、0.1ナノメートル(nm)〜約1000nmの桁の特徴的な幅または直径を有する。一部のナノポアはタンパク質である。アルファ溶血素、MspAは、タンパク質ナノポアの例である。
Nanopores: As used herein, the term "nanopores" generally refers to pores, channels, or passages formed in or otherwise provided to the membrane. The membrane may be an organic membrane such as a lipid bilayer or a synthetic membrane such as a membrane formed of a polymer material. The membrane may be a polymer material. The nanopores may be placed adjacent to or near a detection circuit such as, for example, a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) circuit or a field effect transistor (FET) circuit, or an electrode connected to the detection circuit. In some examples, nanopores have characteristic widths or diameters in the order of 0.1 nanometers (nm) to about 1000 nm. Some nanopores are proteins. Alpha hemolysin, MspA, is an example of protein nanopores.
[0055]ヌクレオチド:本明細書において使用する場合、DNAまたはRNAの単量体ユニットは、糖部分(ペントース)、リン酸、および窒素含有複素環塩基からなる。塩基はグリコシドの炭素(ペントースの1’炭素)を介して糖部分に連結され、その塩基と糖の組合せがヌクレオシドである。ヌクレオシドが、ペントースの3’位または5’位に結合したリン酸基を含有する場合、それはヌクレオチドと呼ばれる。作用的に連結されたヌクレオチドの配列は、本明細書においては典型的に「塩基配列」または「ヌクレオチド配列」と呼び、本明細書においては、左から右への方向が、5’末端から3’末端への従来の方向になっている式によって表す。本明細書において使用する場合、「改変ヌクレオチド」は、ヌクレオチドポリリン酸、例えば、ヌクレオチド3、4、5、6、7、または8リン酸を指す。
[0055] Nucleotides: As used herein, a monomeric unit of DNA or RNA consists of a sugar moiety (pentose), a phosphate, and a nitrogen-containing heterocyclic base. The base is linked to the sugar moiety via the carbon of the glycoside (1'carbon of pentose), and the combination of the base and the sugar is a nucleoside. If the nucleoside contains a phosphate group attached to the 3'or 5'position of the pentose, it is called a nucleotide. Sequences of operatively linked nucleotides are typically referred to herein as "base sequences" or "nucleotide sequences", where the left-to-right direction is 5'end to 3 'Represented by an equation that is in the traditional direction to the end. As used herein, "modified nucleotide" refers to nucleotide polyphosphoric acid, such as
[0056]オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド:本明細書において使用する場合、「オリゴヌクレオチド」という用語は、2つ以上、好ましくは3つ超のデオキシリボヌクレオチドおよび/またはリボヌクレオチドを含む分子として定義される。その正確なサイズは多くの因子に依存し、その因子はさらにはオリゴヌクレオチドの最終的な機能または用途に依存することになる。オリゴヌクレオチドは、合成によって、またはクローニングによって得ることができる。本明細書において使用する場合、「ポリヌクレオチド」という用語は、鎖内で共有結合したヌクレオチド単量体で構成されたポリマー分子を指す。DNA(デオキシリボ核酸)およびRNA(リボ核酸)は、ポリヌクレオチドの例である。 Oligonucleotides or polynucleotides: As used herein, the term "oligonucleotide" is defined as a molecule that comprises two or more, preferably more than three deoxyribonucleotides and / or ribonucleotides. Its exact size will depend on many factors, which in turn will depend on the ultimate function or use of the oligonucleotide. Oligonucleotides can be obtained synthetically or by cloning. As used herein, the term "polynucleotide" refers to a polymer molecule composed of nucleotide monomers covalently bonded within a chain. DNA (deoxyribonucleic acid) and RNA (ribonucleic acid) are examples of polynucleotides.
[0057]ポリメラーゼ:本明細書において使用する場合、「ポリメラーゼ」は、ヌクレオチドの重合を触媒する(すなわち、ポリメラーゼ活性)酵素を指す。通常、その酵素は、ポリヌクレオチドの鋳型配列にアニーリングしたプライマーの3’末端で合成を開始し、鋳型鎖の5’末端へ進行することになる。「DNAポリメラーゼ」は、デオキシヌクレオチドの重合を触媒する。 Polymerase: As used herein, "polymerase" refers to an enzyme that catalyzes the polymerization of nucleotides (ie, polymerase activity). Normally, the enzyme initiates synthesis at the 3'end of the primer annealed to the template sequence of the polynucleotide and proceeds to the 5'end of the template strand. "DNA polymerase" catalyzes the polymerization of deoxynucleotides.
[0058]プライマー:本明細書において使用する場合、「プライマー」という用語は、核酸鎖に相補的なプライマー延長産物の合成が誘導される条件下に置かれた場合、例えば、好適な温度における適切なバッファー(「バッファー」は、pH、イオン強度、補助因子などを含む)中の4種の異なるヌクレオチド三リン酸および熱安定性酵素の存在下で、核酸合成の開始点の役割を果たすことができる、天然に存在しているものであっても合成によって生成されたものであってもよいオリゴヌクレオチドを指す。プライマーは、増幅効率を最大にするために1本鎖であることが好ましいが、代替的に2本鎖であってもよい。2本鎖の場合、プライマーは、まず、その鎖が分離するよう処理し、その後、延長産物の調製に使用する。プライマーはオリゴデオキシリボヌクレオチドであることが好ましい。プライマーは、熱安定性酵素の存在下での延長産物の合成の出発物質となるのに充分な長さでなければならない。プライマーの正確な長さは、温度、プライマーの供給源、および方法の用途を含めた多くの因子に依存することになる。例えば、標的配列の複雑さに依存して、オリゴヌクレオチドプライマーは典型的には15〜25ヌクレオチドを含有するが、それよりも多いか、または少ないヌクレオチドを含有することができる。短いプライマー分子は概して、鋳型と充分に安定なハイブリッド複合体を形成するにはより低い温度を必要とする。 Primer: As used herein, the term "primer" is suitable when placed under conditions that induce the synthesis of a primer extension product complementary to a nucleic acid chain, eg, at a suitable temperature. In the presence of four different nucleotide primers and thermostable enzymes in a flexible buffer (“buffer” includes pH, ionic strength, cofactors, etc.), it can serve as a starting point for nucleic acid synthesis. Refers to an oligonucleotide that can be naturally occurring or synthetically produced. The primer is preferably single-stranded in order to maximize amplification efficiency, but may be double-stranded instead. In the case of double strands, the primer is first treated to separate the strands and then used to prepare the extension product. The primer is preferably an oligodeoxyribonucleotide. The primer must be long enough to be the starting material for the synthesis of the extension product in the presence of the thermostable enzyme. The exact length of the primer will depend on many factors, including temperature, primer source, and application of the method. For example, depending on the complexity of the target sequence, oligonucleotide primers typically contain 15-25 nucleotides, but can contain more or less nucleotides. Short primer molecules generally require lower temperatures to form a sufficiently stable hybrid complex with the template.
[0059]処理能力:本明細書において使用する場合、「処理能力」は、鋳型に付いてとど
まり、複数の改変反応を行うポリメラーゼの能力を指す。「改変反応」としては、重合、およびエキソヌクレアーゼ的切断が挙げられるが、これらに限定されない。一部の実施形態においては、「処理能力」は、成長しているDNA鎖から酵素が途中で解離することなく一連の重合工程を行うDNAポリメラーゼの能力を指す。典型的には、DNAポリメラーゼの「処理能力」は、成長しているDNA鎖からDNAポリメラーゼが途中で解離することなく重合または改変されるヌクレオチドの長さ(例えば、20nt、300nt、0.5〜1kb以上)によって測定する。「処理能力」は、ポリメラーゼの性質、DNA鋳型の配列、および反応条件、例えば、塩濃度、温度、または特定のタンパク質の存在に依存し得る。本明細書において使用する場合、「高処理能力」という用語は、鋳型との1会合/解離当たり20nt超(例えば、40nt超、60nt超、80nt超、100nt超、120nt超、140nt超、160nt超、180nt超、200nt超、220nt超、240nt、260nt超、280nt超、300nt超、320nt超、340nt超、360nt超、380nt超、400nt超、またはそれ以上)の処理能力を指す。処理能力は、本明細書およびWO01/92501A1(MJ Bioworks,Inc.、Improved Nucleic Acid Modifying Enzymes、2001年12月06日公開)において定義された方法に従って測定することができる。
[0059] Processing Capacity: As used herein, "processing capacity" refers to the ability of a polymerase to remain attached to a template and perform multiple modification reactions. "Modification reactions" include, but are not limited to, polymerization and exonuclease cleavage. In some embodiments, "processing capacity" refers to the ability of a DNA polymerase to carry out a series of polymerization steps without the enzyme dissociating from the growing DNA strand in the middle. Typically, the "processing capacity" of a DNA polymerase is the length of the nucleotide in which the DNA polymerase is polymerized or modified from the growing DNA strand without premature dissociation (eg, 20 nt, 300 nt, 0.5 to 0.5 nt). 1 kb or more). "Processing capacity" can depend on the nature of the polymerase, the sequence of the DNA template, and the reaction conditions, such as salt concentration, temperature, or the presence of a particular protein. As used herein, the term "high throughput" refers to more than 20 nt per association / dissociation with a template (eg, more than 40 nt, more than 60 nt, more than 80 nt, more than 100 nt, more than 120 nt, more than 140 nt, more than 160 nt). , Over 180 nt, over 200 nt, over 220 nt, over 240 nt, over 260 nt, over 280 nt, over 300 nt, over 320 nt, over 340 nt, over 360 nt, over 380 nt, over 400 nt, or more). Processing power can be measured according to the methods defined herein and WO01 / 92501A1 (MJ Bioworks, Inc., Applied Nucleic Acid Modifying Enzymes, published December 06, 2001).
[0060]合成:本明細書において使用する場合、「合成」という用語は、鋳型依存的な方式で、新しいポリヌクレオチド鎖を作製するか、または現存するポリヌクレオチド(すなわち、DNAまたはRNA)を伸長する任意のインビトロ方法を指す。本発明による合成には、ポリメラーゼを使用してポリヌクレオチド鋳型配列の複製物の数を増加させる増幅が含まれる。ポリヌクレオチドの合成(例えば、増幅)の結果、ヌクレオチドがポリヌクレオチド(すなわちプライマー)に組み込まれ、それによってポリヌクレオチド鋳型に相補的な新しいポリヌクレオチド分子が形成される。形成されたポリヌクレオチド分子およびその鋳型は、さらなるポリヌクレオチド分子を合成するための鋳型として使用することができる。本明細書において使用する場合、「DNA合成」には、PCR、ポリヌクレオチドの標識(すなわち、プローブおよびオリゴヌクレオチドプライマーに対して)、ポリヌクレオチドシーケンシングが含まれるが、これらに限定されない。 Synthesis: As used herein, the term "synthesis" is used in a template-dependent manner to create new polynucleotide strands or extend existing polynucleotides (ie, DNA or RNA). Refers to any in vitro method to be performed. Synthesis according to the invention involves amplification using a polymerase to increase the number of replicates of the polynucleotide template sequence. As a result of the synthesis (eg, amplification) of the polynucleotide, the nucleotide is incorporated into the polynucleotide (ie, primer), thereby forming a new polynucleotide molecule complementary to the polynucleotide template. The formed polynucleotide molecule and its template can be used as a template for synthesizing further polynucleotide molecules. As used herein, "DNA synthesis" includes, but is not limited to, PCR, polynucleotide labeling (ie, for probes and oligonucleotide primers), and polynucleotide sequencing.
[0061]鋳型DNA分子:本明細書において使用する場合、「鋳型DNA分子」という用語は、例えばプライマー延長反応において、DNAポリメラーゼによって相補的な核酸鎖が合成される核酸鎖を指す。 [0061] Template DNA molecule: As used herein, the term "template DNA molecule" refers to a nucleic acid strand in which a complementary nucleic acid strand is synthesized by DNA polymerase, for example, in a primer extension reaction.
[0062]鋳型依存的な方式:本明細書において使用する場合、「鋳型依存的な方式」という用語は、鋳型依存的なプライマー分子の延長(例えば、DNAポリメラーゼによるDNA合成)を含むプロセスを指す。「鋳型依存的な方式」という用語は、典型的には、新たに合成されるポリヌクレオチド鎖の配列が、相補的な塩基対形成の周知の規則によって規定される、RNAまたはDNAのポリヌクレオチドの合成を指す(例えば、Watson,J.D.ら、Molecular Biology of the Gene、第4版、W.A.Benjamin,Inc.、Menlo Park、Calif.(1987)を参照のこと)。 [0062] Template-Dependent Method: As used herein, the term "template-dependent method" refers to a process involving the extension of a template-dependent primer molecule (eg, DNA synthesis by DNA polymerase). .. The term "template-dependent method" is typically used for RNA or DNA polynucleotides in which the sequence of the newly synthesized polynucleotide chain is defined by well-known rules for complementary base pairing. Refers to synthesis (see, eg, Watson, JD et al., Molecular Biologic of the Gene, 4th Edition, WA Benjamin, Inc., Menlo Park, Calif. (1987)).
[0063]タグ:本明細書において使用する場合、「タグ」という用語は、原子もしくは分子、または、原子もしくは分子の集団としてもよい検出可能な部分を指す。タグは、光学的、電気化学的、磁気的、または静電的(例えば、誘導的、容量的)性状を示すことができ、その性質は、ナノポアを利用して検出することができる。 [0063] Tags: As used herein, the term "tag" refers to a detectable portion that may be an atom or molecule, or a group of atoms or molecules. Tags can exhibit optical, electrochemical, magnetic, or electrostatic (eg, inductive, capacitive) properties, the properties of which can be detected utilizing nanopores.
[0064]タグ付きヌクレオチド:本明細書において使用する場合、「タグ付きヌクレオチド」という用語は、タグが付けられたヌクレオチドまたは改変ヌクレオチドを指す。タグ
は、糖、リン酸(もしくはポリリン酸)、または塩基に共有結合で付けてもよい。タグは、末端リン酸上にあってもよい。
[0064] Tagged Nucleotides: As used herein, the term "tagged nucleotides" refers to tagged or modified nucleotides. The tag may be covalently attached to a sugar, phosphoric acid (or polyphosphoric acid), or base. The tag may be on the terminal phosphate.
[0065]ベクター:本明細書において使用する場合、「ベクター」という用語は、異なる宿主細胞間の移動用に設計された核酸構造物を指す。「発現ベクター」は、外来性細胞において異種DNA断片を組み込んで発現する能力を有するベクターを指す。多くの原核生物発現ベクターおよび真核生物発現ベクターが市販されている。適切な発現ベクターの選択は、当業者に知られている。 Vector: As used herein, the term "vector" refers to a nucleic acid structure designed for transfer between different host cells. "Expression vector" refers to a vector capable of incorporating and expressing a heterologous DNA fragment in an exogenous cell. Many prokaryotic expression vectors and eukaryotic expression vectors are commercially available. Selection of an appropriate expression vector is known to those of skill in the art.
[0066]本明細書において示すポリメラーゼバリアントは、WO2013/188841(Genia Technologies,Inc.、Chip Set−Up and
High−Accuracy Nucleic Acid Sequencing、2013年12月19日公開)において記載されている、チップを用いたポリヌクレオチドシーケンシングに有用である。
[0066] The polymerase variants shown herein are WO2013 / 188841 (Genia Technologies, Inc., Chip Set-Up and).
It is useful for chip-based polynucleotide sequencing as described in High-Accuracy Nucleic Acid Sequence, published December 19, 2013).
[0067]DNAのシーケンシングに用いられるポリメラーゼの望ましい特性は、以下のとおりである。
a.遅いkoff(改変ヌクレオチドに対して)
b.速いkon(改変ヌクレオチドに対して)
c.高忠実度
d.低エキソヌクレアーゼ活性
e.DNA鎖置換
f.より速いkchem(改変ヌクレオチド基質に対して)
g.向上した安定性
h.処理能力
i.塩耐性
j.ナノポアへの取付けの適合性
k.4、5、6、7、または8個のリン酸を有するヌクレオチドポリリン酸、例えばヌクレオチド四リン酸、ヌクレオチド五リン酸、ヌクレオチド六リン酸、ヌクレオチド七リン酸、またはヌクレオチド八リン酸を組み込む能力
l.シーケンシング精度
m.長いリード長、すなわち長時間連続性解読。
命名法
[0068]本明細書および特許請求の範囲において、アミノ酸残基の従来の1文字表記および3文字表記を使用する。
[0067] Desirable properties of the polymerase used for DNA sequencing are:
a. Slow koff (for modified nucleotides)
b. Fast k on (against modified nucleotides)
c. High fidelity d. Low exonuclease activity e. DNA strand substitution f. Faster kchem (for modified nucleotide substrates)
g. Improved stability h. Processing capacity i. Salt tolerance j. Compatibility of mounting on nanopores k. Ability to incorporate nucleotide polyphosphates with 4, 5, 6, 7, or 8 phosphates, such as nucleotide tetraphosphate, nucleotide pentaphosphate, nucleotide hexaphosphate, nucleotide heptaphosphate, or nucleotide octaphosphate. .. Sequencing accuracy m. Long lead length, ie long continuous decoding.
Nomenclature
[0068] As used herein and in the claims, the conventional one-letter and three-letter notation of amino acid residues is used.
[0069]参照を容易にするため、本出願のポリメラーゼバリアントは、以下の命名法を使用して記載する。
[0070]元のアミノ酸(1つまたは複数):位置(1つまたは複数):置換したアミノ酸(1つまたは複数)。この命名法によれば、例えば、位置242におけるセリンのアラニンによる置換は、
Ser242AlaまたはS242A
として示す。
[0069] For ease of reference, the polymerase variants of this application are described using the following nomenclature.
[0070] Original amino acid (s): Position (s): Substituted amino acid (s). According to this nomenclature, for example, the replacement of serin with alanine at position 242 is
Ser242Ala or S242A
Shown as.
[0071]複数の変異はプラス記号によって分ける。すなわち、
Ala30Asp+Glu34SerまたはA30N+E34S
は、位置30および34における、アラニンとグルタミン酸をそれぞれアスパラギンとセリンに置換する変異を表す。
[0071] Multiple mutations are separated by a plus sign. That is,
Ala30Asp + Glu34Ser or A30N + E34S
Represents mutations at positions 30 and 34 that replace alanine and glutamic acid with asparagine and serine, respectively.
[0072]1つまたは複数の代替アミノ酸残基を所与の位置に挿入することができる場合は
、A30N/E、またはA30NもしくはA30Eとして示す。
[0073]別段に述べられていない限り、残基の番号は、配列番号2の残基の番号付けに対応する。
ポリメラーゼの部位特異的突然変異誘発
[0074]クロストリジウムファージphiCPV4野生型配列は、本明細書において示しており(配列番号3、核酸コード領域およびHisタグ;配列番号1、タンパク質コード領域)、他の場所で入手可能である(National Center for BioinformaticsまたはGenBank受入番号AFH27113)。
[0072] Where one or more alternative amino acid residues can be inserted at a given position, they are indicated as A30N / E, or A30N or A30E.
[0073] Unless otherwise stated, the residue numbers correspond to the numbering of residues in SEQ ID NO: 2.
Polymerase site-specific mutagenesis
[0074] Crostridium phage phiCPV4 wild-type sequences are shown herein (SEQ ID NO: 3, nucleic acid coding region and His tag; SEQ ID NO: 1, protein coding region) and are available elsewhere (National Center). for Bioinformatics or GenBank receipt number AFH27113).
[0075]点変異は、QuikChange Lightning2キット(Stategene/Agilent)を使用して、製造業者の指示書に従って導入することができる。 [0075] Point mutations can be introduced using the QuickChange Lighting2 kit (Stategene / Agilent) according to the manufacturer's instructions.
[0076]プライマーは、営利会社、例えばIDT DNAに注文することができる。
ナノポア構築および挿入
[0077]本明細書において記載する方法は、ポリメラーゼがナノポアに付いたナノポアを使用することができる。一部の場合においては、(例えば、各ナノポアで1つのみの核酸分子がシーケンシングされるように)ナノポア1つ当たりただ1つのポリメラーゼを有することが望ましい。しかしながら、例えばアルファ溶血素(aHL)を含めた多くのナノポアは、複数のサブユニット(例えば、aHLでは7サブユニット)を有する多量体タンパク質であり得る。サブユニットは、同じポリペプチドの同一複製物であり得る。本明細書においては、無改変サブユニット(例えば、a−HL)に対する改変サブユニット(例えば、a−HLバリアント)の規定された比を有する多量体タンパク質(例えば、ナノポア)を提供する。本明細書においては、無改変サブユニットに対する改変サブユニットの規定された比を有する多量体タンパク質(例えば、ナノポア)を作製する方法も提供する。
[0076] Primers can be ordered from commercial companies such as IDT DNA.
Nanopore construction and insertion
[0077] The method described herein can use nanopores with a polymerase attached to the nanopores. In some cases, it is desirable to have only one polymerase per nanopore (eg, so that only one nucleic acid molecule is sequenced in each nanopore). However, many nanopores, including, for example, alpha hemolysin (aHL), can be multimeric proteins with multiple subunits (eg, 7 subunits in aHL). The subunits can be the same replica of the same polypeptide. As used herein, a multimeric protein (eg, nanopore) having a defined ratio of a modified subunit (eg, a-HL variant) to an unmodified subunit (eg, a-HL) is provided. Also provided herein are methods of making multimeric proteins (eg, nanopores) having a defined ratio of modified subunits to unmodified subunits.
[0078]WO2014/074727(Genia Technologies,Inc.)の図27を参照すると、複数のサブユニットを有するタンパク質を構築する方法は、複数の第1のサブユニット2705を用意すること、および複数の第2のサブユニット2710を用意することを含み、第2のサブユニットは第1のサブユニットと比較すると改変されている。一部の場合においては、第1のサブユニットは野生型(例えば、天然源から精製したもの、または組換えで作製したもの)である。第2のサブユニットは、任意の好適な方法で改変することができる。一部の場合においては、第2のサブユニットは、(例えば、融合タンパク質として)付けられたタンパク質(例えば、ポリメラーゼ)を有する。 [0078] With reference to FIG. 27 of WO2014 / 074727 (Genia Technologies, Inc.), the method of constructing a protein having a plurality of subunits is to prepare a plurality of first subunits and to prepare a plurality of first subunits. The second subunit has been modified as compared to the first subunit, including the provision of two subunits 2710. In some cases, the first subunit is wild-type (eg, purified from natural sources or recombinantly made). The second subunit can be modified in any suitable way. In some cases, the second subunit has a attached protein (eg, a polymerase) (eg, as a fusion protein).
[0079]改変サブユニットは、化学反応性部分(例えば、連結の形成に好適なアジド基またはアルキン基)を含むことができる。一部の場合においては、当該方法は、反応(例えば、Click化学付加環化)を行って、実在物(例えば、ポリメラーゼ)を化学反応性部分に付けることをさらに含む。 [0079] The modified subunit can include a chemically reactive moiety (eg, an azide group or alkyne group suitable for forming a link). In some cases, the method further comprises performing a reaction (eg, Click chemical addition cyclization) to attach a real entity (eg, polymerase) to the chemically reactive moiety.
[0080]当該方法は、第1のサブユニットを第2のサブユニット2715と第1の比で接触させて、第1のサブユニットおよび第2のサブユニットを有する複数のタンパク質2720を形成させることをさらに含むことができる。例えば、ポリメラーゼを付けるのに好適な反応基を有する改変aHLサブユニット1部を、野生型aHLサブユニット6部と混合することができる(すなわち、第1の比は1:6である)。複数のタンパク質は、第2のサブユニットに対する第1のサブユニットの複数の比を有することができる。例えば、混合したサブユニットは、改変サブユニット:無改変サブユニットの化学量論比(例えば、1:6、2:5、3:4)の分布を有するいくつかのナノポアを形成させることができる。 [0080] The method involves contacting the first subunit with the second subunit 2715 in a first ratio to form a plurality of proteins 2720 with the first subunit and the second subunit. Can be further included. For example, one portion of the modified aHL subunit, which has a reactive group suitable for attaching a polymerase, can be mixed with six parts of the wild-type aHL subunit (ie, the first ratio is 1: 6). Multiple proteins can have multiple ratios of the first subunit to the second subunit. For example, the mixed subunits can form several nanopores with a stoichiometric ratio of modified subunits: unmodified subunits (eg, 1: 6, 2: 5, 3: 4). ..
[0081]一部の場合においては、タンパク質は、サブユニットを単純に混合することによって形成させる。例えばaHLナノポアの場合においては、界面活性剤(例えば、デオキシコール酸)は、aHL単量体が細孔構造をとることを引き起こすことができる。ナノポアは、脂質(例えば、1,2−ジフィタノイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DPhPC)または1,2−ジ−O−フィタニル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(DoPhPC))、および中温(例えば、約100℃未満)を用いて形成させることもできる。一部の場合においては、DPhPCを緩衝溶液と混合すると、大きな多重膜ベシクル(LMV)が生じ、この溶液にaHLサブユニットを加えて、混合物を40℃で30分間インキュベートすると、細孔が形成する。 [0081] In some cases, proteins are formed by simply mixing subunits. For example, in the case of aHL nanopores, a surfactant (eg, deoxycholic acid) can cause the aHL monomer to adopt a pore structure. Nanopores are lipids (eg, 1,2-difitanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPhPC) or 1,2-di-O-phytanyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DoPhPC)), and medium temperature (eg, DoPhPC). , Less than about 100 ° C.). In some cases, mixing DPhPC with a buffer solution produces a large multimembrane vesicle (LMV), to which the aHL subunit is added and the mixture is incubated at 40 ° C. for 30 minutes to form pores. ..
[0082]異なる2種類のサブユニット(例えば、天然野生型タンパク質と、単一点変異を含有することができる第2のaHL単量体)を使用する場合、得られるタンパク質は、(例えば野生型と変異体タンパク質の)混合化学量論比を有することができる。これらのタンパク質の化学量論比は、細孔形成反応において使用する2種のタンパク質の濃度比に依存した式に従うことができる。この式は以下のとおりである。
100Pm=100[n!/m!(n−m)!]・fmut m・fwt n〜m、式中
Pm=m個の変異体サブユニットを有する細孔の確率
n=サブユニットの総数(例えば、aHLでは7個)
m=「変異体」サブユニットの数
fmut=一緒に混合した変異体サブユニットの割合または比
fwt=一緒に混合した野生型サブユニットの割合または比
[0083]当該方法は、複数のタンパク質を分画して、第2のサブユニット2725に対する第1のサブユニットの第2の比を有するタンパク質の割合を増やすことをさらに含むことができる。例えば、ただ1つの改変サブユニットを有するナノポアタンパク質を単離することができる(例えば、第2の比は1:6)。しかしながら、いずれの第2の比も好適である。第2の比の分布も分画することができ、例えば、1つまたは2つのいずれかの改変サブユニット有するタンパク質の割合を増やすことができる。WO2014/074727の図27に示されているように、タンパク質を形成するサブユニットの総数は7個であるとは限らない(例えば、異なるナノポアを使用することができ、または6個のサブユニットを有するアルファ溶血素ナノポアが形成し得る)。一部の場合においては、1つのみの改変サブユニットを有するタンパク質の割合を増やす。このような場合においては、第2の比は、第1のサブユニット(n−1)個当たり、第2のサブユニット1個であり、nはタンパク質を構成するサブユニットの数である。
[0082] When two different subunits (eg, a natural wild-type protein and a second aHL monomer that can contain a single point mutation) are used, the resulting protein will be (eg, wild-type). Can have mixed stoichiometric ratios (of mutant proteins). The stoichiometric ratio of these proteins can follow an equation that depends on the concentration ratio of the two proteins used in the pore formation reaction. This formula is as follows.
100P m = 100 [n! / M! (Nm)! ] ・ F mut m・ f wt n to m, probability of pores having P m = m mutant subunits in the formula n = total number of subunits (for example, 7 in aHL)
m = Number of “mutant” subunits f mut = Percentage or ratio of mutant subunits mixed together f wt = Percentage or ratio of wild-type subunits mixed together
[0083] The method can further include fractionating multiple proteins to increase the proportion of protein having a second ratio of the first subunit to the second subunit 2725. For example, a nanopore protein with only one modified subunit can be isolated (eg, the second ratio is 1: 6). However, either second ratio is suitable. The distribution of the second ratio can also be fractionated, for example increasing the proportion of proteins with either one or two modified subunits. As shown in FIG. 27 of WO2014 / 074727, the total number of subunits forming a protein is not always 7 (eg, different nanopores can be used, or 6 subunits can be used. Alpha hemolysin nanopores with can form). In some cases, the proportion of proteins with only one modified subunit is increased. In such cases, the second ratio is one second subunit per first subunit (n-1), where n is the number of subunits that make up the protein.
[0084]第1の比は、第2の比と同じものとすることができるが、必要とされるものではない。一部の場合においては、変異単量体を有するタンパク質は、変異サブユニットを有しないタンパク質よりも低い効率で形成し得る。この場合は、第1の比は、第2の比よりも大きいものとすることができる(例えば、変異サブユニット1:無変異サブユニット6の第2の比がナノポアで所望される場合、好適な数の1:6タンパク質を形成させるには、1:6よりも大きい比でサブユニットを混合することが必要とされてもよい)。 [0084] The first ratio can be the same as the second ratio, but it is not required. In some cases, proteins with mutant monomers can form with lower efficiency than proteins without mutant subunits. In this case, the first ratio can be greater than the second ratio (eg, preferred if a second ratio of mutant subunit 1: non-mutant subunit 6 is desired in the nanopores. It may be necessary to mix subunits in a ratio greater than 1: 6 to form a large number of 1: 6 proteins).
[0085]異なる第2のサブユニット比を有するタンパク質は、分離において、異なる挙動を示す(例えば、異なる保持時間を有する)ことができる。一部の場合においては、タンパク質は、イオン交換クロマトグラフィーまたはアフィニティークロマトグラフィーなどのクロマトグラフィーを使用して分画する。第1および第2のサブユニットは、改変を除いては同一とすることができるので、タンパク質における改変の数は、分離の根拠として役割を果たすことができる。一部の場合においては、第1または第2のサブユニットのいずれかは、分画を可能にするか、または分画の効率を改良するよう、(例えば、改変に加
えて)精製タグを有する。一部の場合においては、ポリヒスチジンタグ(Hisタグ)、ストレプトアビジンタグ(Strepタグ)、または他のペプチドタグを使用する。一部の例においては、第1および第2のサブユニットはそれぞれ異なるタグを含み、分画工程では、各タグに基づき分画される。Hisタグの場合には、低いpHでタグに電荷を生じさせる(ヒスチジン残基は、側鎖のpKa未満で正に荷電する)。他のものと比較してaHL分子の1つにおいて電荷が有意に異なることにより、イオン交換クロマトグラフィーを使用して、0、1、2、3、4、5、6、または7個の「電荷タグ付き」aHLサブユニットを有するオリゴマーを分離することができる。原則的に、この電荷タグは、一定の電荷を運ぶ任意のアミノ酸が糸状に連なるものとすることができる。図28および図29では、Hisタグに基づくナノポアの分画の例が示されている。図28では、280ナノメートルにおける紫外吸光度、260ナノメートルにおける紫外吸光度、および伝導率のプロットが示されている。ピークは、改変サブユニットと無改変サブユニットの様々な比を有するナノポアに対応する。WO2014/074727の図29では、HisタグとStrepタグの両方を使用した、aHLナノポアおよびその変異体の分画が示されている。
[0085] Proteins with different second subunit ratios can behave differently (eg, have different retention times) in separation. In some cases, proteins are fractionated using chromatography such as ion exchange chromatography or affinity chromatography. Since the first and second subunits can be identical except for modification, the number of modifications in the protein can serve as a basis for separation. In some cases, either the first or second subunit has a purification tag (eg, in addition to modification) to allow fractionation or improve fractionation efficiency. .. In some cases, polyhistidine tags (His tags), streptavidin tags (Strep tags), or other peptide tags are used. In some examples, the first and second subunits each contain a different tag, and the fractionation step is fractionated based on each tag. In the case of His tags, the tags are charged at low pH (histidine residues are positively charged below the pKa of the side chain). Due to the significant difference in charge in one of the aHL molecules compared to the other, using ion exchange chromatography, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7 "charges" Oligomers with the "tagged" aHL subunit can be separated. In principle, this charge tag can be a string of arbitrary amino acids carrying a constant charge. 28 and 29 show examples of nanopore fractions based on His tags. FIG. 28 shows a plot of UV absorbance at 280 nanometers, UV absorbance at 260 nanometers, and conductivity. Peaks correspond to nanopores with varying ratios of modified and unmodified subunits. FIG. 29 of WO2014 / 074727 shows a fraction of aHL nanopores and variants thereof using both His and Strep tags.
[0086]一部の場合においては、分画後に、実在物(例えば、ポリメラーゼ)をタンパク質に付ける。タンパク質はナノポアとすることができ、実在物はポリメラーゼとすることができる。一部の例においては、当該方法は、第2の比のサブユニットを有するタンパク質を二重層に挿入することをさらに含む。 [0086] In some cases, after fractionation, a real entity (eg, polymerase) is attached to the protein. The protein can be a nanopore and the real thing can be a polymerase. In some examples, the method further comprises inserting a protein with a subunit of the second ratio into the double layer.
[0087]一部の状況においては、ナノポアは、複数のサブユニットを含むことができる。ポリメラーゼは、サブユニットの1つに付けることができ、サブユニットの少なくとも1つかつ全部未満が、第1の精製タグを含む。一部の例においては、ナノポアはアルファ溶血素またはそのバリアントである。一部の例においては、サブユニットの全てが第1の精製タグまたは第2の精製タグを含む。第1の精製タグは、(例えば、ポリメラーゼが付いたサブユニットにおける)ポリヒスチジンタグとすることができる。
ナノポアに付けられたポリメラーゼ
[0088]一部の場合においては、ポリメラーゼ(例えば、DNAポリメラーゼ)は、ナノポアに付けられ、かつ/または、ナノポアの近傍に配置される。ポリメラーゼは、ナノポアが膜に組み込まれる前または後に、ナノポアに付けることができる。一部の例においては、ナノポアおよびポリメラーゼは融合タンパク質(すなわち、単一のポリペプチド鎖)である。
[0087] In some situations, the nanopore can contain multiple subunits. The polymerase can be attached to one of the subunits, with at least one and less than all of the subunits containing a first purification tag. In some examples, nanopores are alpha hemolysin or variants thereof. In some examples, all of the subunits include a first purification tag or a second purification tag. The first purification tag can be a polyhistidine tag (eg, in the subunit with a polymerase).
Polymerase attached to the nanopore
[0088] In some cases, the polymerase (eg, DNA polymerase) is attached to and / or placed in the vicinity of the nanopore. The polymerase can be attached to the nanopores before or after the nanopores are incorporated into the membrane. In some examples, nanopores and polymerases are fusion proteins (ie, single polypeptide chains).
[0089]ポリメラーゼは、任意の好適な方法でナノポアに付けることができる。一部の場合においては、ポリメラーゼは、ナノポア(例えば、溶血素)タンパク質単量体に付け、その後、(例えば、ポリメラーゼが付いていないナノポア(例えば、溶血素)単量体6つに対し、ポリメラーゼが付いた単量体1つの比で)全体のナノポア七量体を構築する。次いでナノポア七量体を膜に挿入することができる。 [0089] The polymerase can be attached to the nanopores in any suitable manner. In some cases, the polymerase is attached to a nanopore (eg, hemolysin) protein monomer, followed by a polymerase (eg, for 6 nanopore (eg, hemolysin) monomers without a polymerase). Construct the entire nanopore heptamer (with the ratio of one monomer with). The nanopore heptamer can then be inserted into the membrane.
[0090]ポリメラーゼをナノポアに付ける別の方法は、溶血素単量体にリンカー分子を付けるか、または溶血素単量体を、取付け部位を有するよう変異させること、ならびに、その後、(例えば、リンカーおよび/または取付け部位を有しない溶血素単量体6つに対し、リンカーおよび/または取付け部位を有する単量体1つの比で)全体のナノポア七量体を構築することを含む。次いでポリメラーゼを、(例えば、膜への挿入前に、大量で)取付け部位または取付けリンカーに付けることができる。ポリメラーゼは、(例えば、七量体の)ナノポアを膜に形成させた後で、取付け部位または取付けリンカーに付けることもできる。一部の場合においては、複数のナノポア−ポリメラーゼペアを、バイオチップの(例えば、ウェルおよび/または電極に配置した)複数の膜に挿入する。一部の例においては、ポリメラーゼのナノポア複合体への取付けは、各電極上のバイオチップにおいて行う。 Another method of attaching the polymerase to the nanopore is to attach a linker molecule to the hemolysin monomer, or to mutate the hemolysin monomer to have an attachment site, and then (eg, a linker). It involves constructing an entire nanopore heptamer (in the ratio of one monomer with a linker and / or attachment site to six hemolysin monomers without and / or attachment sites). The polymerase can then be applied to the attachment site or attachment linker (eg, in large quantities prior to insertion into the membrane). Polymerases can also be attached to attachment sites or attachment linkers after forming nanopores (eg, heptamers) on the membrane. In some cases, multiple nanopore-polymerase pairs are inserted into multiple membranes of the biochip (eg, placed in wells and / or electrodes). In some examples, attachment of the polymerase to the nanopore complex is performed on the biochip on each electrode.
[0091]ポリメラーゼは、任意の好適な化学作用(例えば、共有結合および/またはリンカー)を用いてナノポアに付けることができる。一部の場合においては、ポリメラーゼは、分子ステープル(molecular staple)を用いてナノポアに付ける。一部の例においては、分子ステープルは、3種のアミノ酸配列(リンカーA、B、およびCで示す)を含む。リンカーAは溶血素単量体から延びることができ、リンカーBはポリメラーゼから延びることができ、その場合にリンカーCは、リンカーAとリンカーBを(例えば、リンカーAとリンカーBの両方に巻き付くことによって)つなぐことができ、したがってポリメラーゼをナノポアとつなぐことができる。リンカーCは、リンカーAまたはリンカーBの一部分となるよう構築することもでき、したがってリンカー分子の数は減る。 [0091] The polymerase can be attached to the nanopores using any suitable chemistry (eg, covalent and / or linker). In some cases, the polymerase is attached to the nanopores with molecular staples. In some examples, molecular staples contain three amino acid sequences (indicated by linkers A, B, and C). The linker A can extend from the hemolysin monomer and the linker B can extend from the polymerase, where the linker C wraps the linker A and the linker B (eg, both the linker A and the linker B). By doing so, the polymerase can be connected to the nanopore. Linker C can also be constructed to be part of linker A or linker B, thus reducing the number of linker molecules.
[0092]一部の例においては、ポリメラーゼは、Solulink(商標)化学を用いてナノポアに連結する。Solulink(商標)は、HyNic(6−ヒドラジノ−ニコチン酸、芳香族ヒドラジン)と4FB(4−ホルミル安息香酸エステル、芳香族アルデヒド)の間の反応とすることができる。一部の例においては、ポリメラーゼは、Click化学(例えば、LifeTechnologiesから入手可能)を用いてナノポアに連結する。一部の場合においては、溶血素分子にジンクフィンガー変異を導入し、次に分子(例えば、DNA中間体分子)を使用してポリメラーゼを溶血素のジンクフィンガー部位に連結する。 [0092] In some examples, the polymerase is linked to nanopores using Solulink ™ chemistry. Solulink ™ can be a reaction between HyNic (6-hydrazino-nicotinic acid, aromatic hydrazine) and 4FB (4-formylbenzoic acid ester, aromatic aldehyde). In some examples, the polymerase uses Click chemistry (eg, available from Life Technologies) to ligate the nanopores. In some cases, a zinc finger mutation is introduced into the hemolysin molecule and then a molecule (eg, a DNA intermediate molecule) is used to ligate the polymerase to the zinc finger site of the hemolysin.
[0093]ポリメラーゼをナノポアに付けることにおいて使用することができる他のリンカーは、直接の遺伝子連結(例えば、(GGGGS)1−3(配列番号4)アミノ酸リンカー)、トランスグルタミナーゼ媒介連結(例えば、RSKLG(配列番号5))、ソルターゼ媒介連結、およびシステイン修飾による化学連結である。本明細書において有用であると考えられる具体的なリンカーは、(GGGGS)1−3(配列番号4)、N末端のKタグ(RSKLG(配列番号5))、ΔTEV部位(12〜25)、ΔTEV部位+SpyCatcherのN末端(12〜49)である。
装置のセットアップ
[0094]ナノポアは、集積回路などの検出回路の検出電極に隣接して配置された膜に形成するか、または他の方法で埋め込んでもよい。集積回路は、特定用途向け集積回路(ASIC)としてもよい。一部の例においては、集積回路は電界効果トランジスターまたは相補型金属酸化膜半導体(CMOS)である。検出回路は、ナノポアを有するチップもしくは他のデバイスに位置するか、または、チップもしくはデバイスの外部に、例えばオフチップ配置などで位置することができる。半導体は任意の半導体とすることができ、IV族半導体(例えば、ケイ素)、およびIII−V族半導体(例えば、ヒ化ガリウム)が含まれるが、これらに限定されない。ヌクレオチドまたはタグを検出するための装置およびデバイスのセットアップについては、例えば、WO2013/123450を参照のこと。
Other linkers that can be used to attach the polymerase to the nanopore are direct gene linkages (eg, (GGGGS) 1-3 (SEQ ID NO: 4) amino acid linkers), transglutaminase-mediated linkages (eg, RSKLG). (SEQ ID NO: 5)), sortase-mediated linkage, and cysteine-modified chemical linkage. Specific linkers considered useful herein are (GGGGS) 1-3 (SEQ ID NO: 4), N-terminal K-tag (RSKLG (SEQ ID NO: 5)), ΔTEV site (12-25), ΔTEV site + N-terminus of SpyCatcher (12-49).
Device setup
[0094] Nanopores may be formed on a film arranged adjacent to a detection electrode in a detection circuit such as an integrated circuit, or may be embedded in other ways. The integrated circuit may be an application specific integrated circuit (ASIC). In some examples, the integrated circuit is a field effect transistor or complementary metal oxide semiconductor (CMOS). The detection circuit can be located on a chip or other device with nanopores, or can be located outside the chip or device, for example in an off-chip arrangement. The semiconductor can be any semiconductor, including, but not limited to, group IV semiconductors (eg, silicon) and group III-V semiconductors (eg, gallium arsenide). See, for example, WO 2013/123450 for device and device setup for detecting nucleotides or tags.
[0095]細孔を用いたセンサー(例えば、バイオチップ)は、単一分子の電子照合に使用することができる。細孔を用いたセンサーは、検出電極に隣接して、またはその近傍に配置された膜に形成された本開示のナノポアを含むことができる。センサーは対電極を含むことができる。膜は、トランス側(すなわち、検出電極に面する側)およびシス側(すなわち、対電極に面する側)を含む。 [0095] A sensor using pores (eg, a biochip) can be used for single molecule electron matching. A sensor using pores can include nanopores of the present disclosure formed on a membrane located adjacent to or near the detection electrode. The sensor can include a counter electrode. The membrane includes a transformer side (ie, the side facing the detection electrode) and a cis side (ie, the side facing the counter electrode).
[0096]この後の実験に関する開示においては、以下の略記が適用される:eq(当量);M(モル濃度);μM(マイクロモル濃度);N(規定);mol(モル);mmol(ミリモル);μmol(マイクロモル);nmol(ナノモル);g(グラム);mg(ミリグラム);kg(キログラム);μg(マイクログラム);L(リットル);ml(ミリリットル);μl(マイクロリットル);cm(センチメートル);mm(ミリメートル);μm(マイクロメートル);nm(ナノメートル);℃(摂氏度);h(時間);min(分);sec(秒);msec(ミリ秒)。 [0096] In subsequent disclosures relating to experiments, the following abbreviations apply: eq (equivalent); M (molar concentration); μM (micromolar concentration); N (specified); mol (molar); mmol ( Mmol); μmol (micromol); nmol (nanomolar); g (gram); mg (milligram); kg (kilogram); μg (microgram); L (liter); ml (milliliter); μl (microliter) Cm (centimeters); mm (millimeters); μm (micrometers); nm (nanometers); ° C. (degrees of degrees); h (hours); min (minutes); sec (seconds); msec (milliseconds) ..
[0097]本発明を以下の実施例においてさらに説明する。実施例は、いかなる方法でも、特許請求する本発明の範囲を限定することを意図するものではない。添付の図は、本発明の明細書および説明の一部をなす部分としてみなされることを意図している。全ての参考文献は、そこに記載されている全てが参照によって本明細書に明確に組み込まれる。以下の実施例は、説明するために提供するものであり、特許請求する本発明を限定するために提供するものではない。 [0097] The present invention will be further described in the following examples. The examples are not intended to limit the scope of the claims in any way. The accompanying figures are intended to be viewed as part of the specification and description of the present invention. All references are expressly incorporated herein by reference in their entirety. The following examples are provided for illustration purposes only and are not intended to limit the claimed invention.
定方向突然変異誘発
[0098]この実施例では、pol6ポリメラーゼへの所望の位置での変異導入を説明している。
Directional mutagenesis
[0098] This example illustrates the introduction of a mutation into a pol6 polymerase at a desired location.
[0099]Hisタグ付き野生型pol6をコードするDNAを、商業的供給源(DNA2.0、Menlo Park、California)から購入した。配列は、シーケンシングによって確かめた。 [0099] DNA encoding the His-tagged wild-type pol6 was purchased from a commercial source (DNA 2.0, Menlo Park, California). The sequence was confirmed by sequencing.
[00100]変異体スクリーニング用に、ポリメラーゼをそのまま発現させた(N末端Hi
s−Pol6)。polがチップに付くことを試験するため、pol6のN末端またはC末端にSpyCatcherドメインを操作して入れた。
[00100] Polymerase was expressed as is for mutant screening (N-terminal Hi).
s-Pol6). The SpyCatcher domain was manipulated and placed at the N-terminus or C-terminus of pol6 to test that pol attaches to the chip.
[00101]Pol6−ヌクレオチド結合に影響を与える合理的位置は、公知の結晶構造の
ホモロジーモデリングに基づいて同定した。
[00102]最初のスクリーニング用に、合理的位置の各々を、Q5突然変異誘発プロトコ
ールを用いて、Gly、Ala、Leu、Glu、Gln、Lys、His、Tyr、Pro、Trp、Thr、またはMetに変異させた。
[00101] Reasonable positions affecting Pol6-nucleotide binding were identified based on known crystal structure homology modeling.
[00102] For initial screening, each of the rational positions was placed in Gly, Ala, Leu, Glu, Gln, Lys, His, Tyr, Pro, Trp, Thr, or Met using the Q5 mutagenesis protocol. Mutated.
[00103]各突然変異誘発反応用のプライマーは、NEB塩基チェンジャープロトコール
を用いて設計し、IDTに96ウェルプレートフォーマットで注文した。
[00104]順方向プライマーおよび逆方向プライマーは、NEBから購入したT4ポリヌ
クレオチドキナーゼ(PNK)を使用して、ハイスループット(HTP)フォーマットで5’リン酸化した。典型的な25μl反応物は、10μMのプライマー15μl、5倍反応バッファー(NEBより)5μl、PNK酵素1.25μl、水3.75μlを含有した。反応は37℃で30分間行い、酵素は65℃で20分間熱失活させた。
[00103] Primers for each mutagenesis reaction were designed using the NEB base changer protocol and ordered from IDT in 96-well plate format.
[00104] Forward and reverse primers were 5'phosphorylated in high throughput (HTP) format using T4 polynucleotide kinase (PNK) purchased from NEB. A typical 25 μl reactant contained 15 μl of 10 μM primer, 5 μl of 5-fold reaction buffer (from NEB), 1.25 μl of PNK enzyme, and 3.75 μl of water. The reaction was carried out at 37 ° C. for 30 minutes and the enzyme was heat inactivated at 65 ° C. for 20 minutes.
[00105]PCR突然変異誘発は、NEBからのQ5DNAポリメラーゼを使用して行っ
た。典型的な25μl反応物は、Q5バッファー5μl、GCエンハンサー5μl、10mM dNTP0.5μl、10μMリン酸化突然変異誘発順方向プライマーおよび逆方向プライマー1.25μl、Q5ポリメラーゼ0.25μl、および5ng/ml野生型Pol6鋳型、すなわちHis−Pol6 1μl、およびH2O10.75μlを含有した。
[00105] PCR mutagenesis was performed using Q5 DNA polymerase from NEB. Typical 25 μl reactants are
[00106]PCRが完了したら、Dpn1 0.5μlをPCRミックス25μlに加え
、37℃で1時間インキュベートした。
[00107]Dpn1で処理したPCR産物2.5μlをBlunt/TAリガーゼマスタ
ーミックス2.5μlに加える。室温で1時間インキュベートした。
[00106] When PCR was complete, 0.5 μl of Dpn1 was added to 25 μl of the PCR mix and incubated at 37 ° C. for 1 hour.
[00107] Add 2.5 μl of Dpn1 treated PCR product to 2.5 μl of Blunt / TA ligase master mix. Incubated for 1 hour at room temperature.
[00108]ライゲーションミックス1μlを、96ウェルBL21DE3細胞(EMD
Millipore)20μlに加え、氷上で5分間インキュベートする。
[00109]PCRデバイスを使用して、正確に30秒間、42℃で熱ショックを与え、氷
上に2分間置く。
[00108] 1 μl of ligation mix, 96-well BL21DE3 cells (EMD)
Add 20 μl of Millipore) and incubate on ice for 5 minutes.
[00109] Using a PCR device, heat shock at 42 ° C. for exactly 30 seconds and place on ice for 2 minutes.
[00110]SOC80μlを加え、37℃のインキュベーターで1時間、振盪せずにイン
キュベートする。
[00111]SOCまたは超純水100μlを加え、カナマイシン50〜100μg/ml
を含む48ウェルLB寒天プレートに蒔く。
[00110] Add 80 μl of SOC and incubate in an incubator at 37 ° C. for 1 hour without shaking.
[00111] Add 100 μl of SOC or ultrapure water, and add 50 to 100 μg / ml of kanamycin.
Sow on a 48-well LB agar plate containing.
発現および精製
[00112]以下の実施例では、pol6バリアントをハイスループット法を用いてどのよ
うに発現させて精製したかを詳しく述べる。
Expression and purification
[00112] The following examples detail how the pol6 variant was expressed and purified using the high-throughput method.
[00113]pD441ベクター(発現プラスミド)中のバリアントをコードするDNAを
、大腸菌(E. coli)コンピテント細胞に形質転換し、グリセロールストックを作製した。グリセロールストックから取った微量から開始し、グルコース0.2%およびカナマイシン100μg/mlを含むLBでスターター培養物1mlを約8時間増殖させた。対数期のスターター培養物25μlを、96ディープウェルプレートの発現培地1ml(グルコース0.2%、リン酸カリウム50mM、MgCl2 5mM、およびカナマイシン100μg/mlを追加したTerrific Broth(TB)自己誘導培地)に移す。プレートを、250〜300rpmで振盪しながら28℃で36〜40時間インキュベートした。
[00113] DNA encoding the variant in the pD441 vector (expression plasmid) was transformed into E. coli competent cells to prepare a glycerol stock. Starting with traces taken from the glycerol stock, 1 ml of starter culture was grown in LB containing 0.2% glucose and 100 μg / ml kanamycin for about 8 hours. Add 25 μl of logarithmic starter culture to 1 ml of 96 deepwell plate expression medium (terrific bouillon (TB) self-inducing medium supplemented with 0.2% glucose, 50 mM potassium phosphate, 5 mM MgCl, and 100 μg / ml kanamycin). Transfer. The plates were incubated at 28 ° C. for 36-40 hours with shaking at 250-300 rpm.
[00114]次に細胞を、4℃で30分間、3200×gにて遠心分離して収集した。デカ
ントして培地を除き、細胞ペレットをあらかじめ冷却した溶解バッファー200μl(リン酸カリウム20mM pH7.5、NaCl100mM、Tween20 0.5%、TCEP5mM、イミダゾール10mM、PMSF1mM、1×Bug Buster、リゾチーム100μg/ml、およびプロテアーゼ阻害剤)中で再懸濁させ、穏やかに撹拌しながら室温で20分間インキュベートした。次いで10倍ストックからの20μlを、最終濃度100μg/mlのDNase、5mMのMgCl2、100μg/mlのRNase Iに加え、氷上で5〜10分間インキュベートして溶解液を生成させる。溶解液に、1Mリン酸カリウム200μl、pH7.5(最終濃度は、溶解液400μl中の約0.5Mリン酸カリウムとなる)を追加し、4℃で10分間、約1500rpmにて遠心分離することによりPallフィルタープレート(部品番号5053、3ミクロンフィルター)でろ過する。次いで、澄んだ溶解液を、平衡化した96ウェルHis−Purコバルトプレート(Pierce部品番号90095)に入れ、15〜30分間結合させた。
[00114] The cells were then collected by centrifugation at 3200 xg for 30 minutes at 4 ° C. 200 μl of lysis buffer (potassium phosphate 20 mM pH 7.5,
[00115]流出液(FT)を、500×Gにて3分間遠心分離することによって収集した
。次いでFTを400μlの洗浄バッファー1(リン酸カリウム0.5M pH7.5、NaCl1M、TCEP5mM、イミダゾール20mM、およびTween20 0.5%)で3回洗浄した。次いでFTを400μlの洗浄バッファー2(トリス50mM pH7.4、KCl200mM、TCEP5mM、Tween20 0.5%、イミダゾール20mM)で2回洗浄した。
[00115] The effluent (FT) was collected by centrifugation at 500 x G for 3 minutes. The FT was then washed 3 times with 400 μl wash buffer 1 (potassium phosphate 0.5M pH 7.5, NaCl 1M,
[00116]Polを、溶出バッファー200μl(トリス50mM pH7.4、KCl
200mM、TCEP5mM、Tween20 0.5%、イミダゾール300mM、グ
リセロール25%)を使用して溶出させ、1〜2分のインキュベーション後に収集した。溶離液を2〜3回、同じHis−Purプレートに再び入れて、溶離液中に濃縮したPol6を得る。精製したポリメラーゼは、SDS−PAGEで評価した場合に95%超の純度である。タンパク質濃度は、Nanodropによって評価した場合に約3uM(0.35mg/ml)であり、260/280比は0.6である。
[00116] Pol was added to 200 μl of elution buffer (
Elution was carried out using 200 mM,
[00117]ポリメラーゼ活性は、蛍光置換アッセイによって確認する(実施例3を参照の
こと)。
[00117] Polymerase activity is confirmed by fluorescence substitution assay (see Example 3).
活性の測定
[00118]この実施例では、バリアントポリメラーゼの活性を測定する方法を示す。
置換アッセイプロトコール
[00119]このアッセイでは、DNA鎖にヌクレオチドポリリン酸を組み込む変異体ポリ
メラーゼの能力、および2本鎖DNAをほどいて置換する変異体ポリメラーゼの能力を特性決定する。
Measurement of activity
[00118] This example shows a method of measuring the activity of a variant polymerase.
Substitution assay protocol
[00119] This assay characterizes the ability of mutant polymerases to integrate nucleotide polyphosphates into DNA strands and the ability of mutant polymerases to untie and replace double-stranded DNA.
[00120]ストック試薬は以下のとおりである。
低塩
[00120] Stock reagents are:
Low salt
高塩 High salt
[00121]単一変異体および二重変異体のスクリーニング用:
[00122]試薬Aを希釈液として使用して、1.42倍にて4種の異なるヌクレオチド条
件を作製する。
[00121] For single and double mutant screening:
[00122] Reagent A is used as a diluent to make four different nucleotide conditions at 1.42 times.
[00123]三重変異体のスクリーニング用:
[00124]試薬Aを希釈液として使用して、1.42倍にて4種の異なるヌクレオチド条
件を作製する。
[00123] For screening for triple mutants:
[00124] Reagent A is used as a diluent to make four different nucleotide conditions at 1.42 times.
[00125]ヌクレオチド条件1では、高濃度の六リン酸での活性について試験する。
[00126]ヌクレオチド条件2では、低濃度の六リン酸での活性について試験する。
[00127]ヌクレオチド条件3では、誤組み込み率(すなわち、忠実度)について試験す
る。変異体ポリメラーゼが、必要な4種のヌクレオチドのうちの3種のみでの有意な活性を示す場合には、変異体ポリメラーゼは、DNA鎖の延長中に正しいヌクレオチドまたは誤ったヌクレオチドを識別しないと結論する。
[00125]
[00126]
[00127]
[00128]ヌクレオチド条件4では、エキソヌクレアーゼ活性について試験する。ヌクレ
オチドが存在しないときにポリメラーゼが有意な活性を示す場合には、ポリメラーゼはエキソヌクレアーゼ活性を示していると結論する。
[00128] Nucleotide condition 4 tests for exonuclease activity. If the polymerase shows significant activity in the absence of nucleotides, we conclude that the polymerase shows exonuclease activity.
[00129]96ウェルハーフエリア透明プレートの各反応ウェルに、
試薬A/ヌクレオチドミックス23μl
ポリメラーゼ(1〜10μM)2μl
を加える。
[00129] In each reaction well of the 96-well half-area transparent plate,
Reagent A / Nucleotide Mix 23 μl
Polymerase (1-10 μM) 2 μl
Add.
[00130]プレート振盪機で800RPMにて10分間振盪する。
[00131]各ウェルに1.4M NaCl5μlを加えてNaCl濃度を300mMに上
げるか、または各ウェルに525mM NaCl5μlを加えてNaCl濃度を150mMに上げる。
[00130] Shake with a plate shaker at 800 RPM for 10 minutes.
[00131] Add 5 μl of 1.4 M NaCl to each well to raise the NaCl concentration to 300 mM, or add 5 μl of 525 mM NaCl to each well to raise the NaCl concentration to 150 mM.
[00132]30分間インキュベートする。
[00133]BMG LABTECHプレートリーダーにおいて、試薬B10μlを注入し
て、蛍光シグナルを2〜10分間読み取る。
[00132] Incubate for 30 minutes.
[00133] In a BMG LABTECH plate reader, inject 10 μl of reagent B and read the fluorescent signal for 2-10 minutes.
[00134]バリアントポリメラーゼの置換アッセイからの代表的なデータを図5に示す。
ポリメラーゼの活性は、A.dTnP20μM+dA、C、G3P15μM(赤色四角形
;■)、B.dTnP5μM+dA、C、G3P15μM(青色ダイヤモンド形;◆)、C.dA、C、G3P15μM(緑色三角形;▲)の存在下、またはD.ヌクレオチドの非存在下(紫色×)での置換アッセイを用いて測定した。AおよびBは、変異体バリアントがヌクレオチドポリリン酸を組み込み、ヌクレオチドポリリン酸を用いてDNA鋳型に沿って延長することができることを示している。Cは、バリアントが忠実度を失っておらず、Tヌクレオチドの非存在下で無秩序なヌクレオチドを誤って組み込んでいないことを示している。D.は、発生したシグナルが、全てのヌクレオチドの非存在下でのポリメラーゼエキソヌクレアーゼ活性の結果ではないことを示している。4つの全ての曲線は、ポリメラーゼスクリーニングの一部分として4つの異なるアッセイプレートで試験した単一バリアントの代表である。
Representative data from the variant polymerase substitution assay is shown in FIG.
The activity of the polymerase is A. dTnP20μM + dA, C, G3P15μM (red square; ■), B.I. dTnP5μM + dA, C, G3P15μM (blue diamond shape; ◆), C.I. In the presence of dA, C, G3P 15 μM (green triangle; ▲), or D.I. Measurements were made using a substitution assay in the absence of nucleotides (purple x). A and B indicate that the mutant variant incorporates nucleotide polyphosphate and can be extended along the DNA template with nucleotide polyphosphate. C indicates that the variant has not lost fidelity and has not incorrectly incorporated chaotic nucleotides in the absence of T nucleotides. D. Indicates that the signal generated is not the result of polymerase exonuclease activity in the absence of all nucleotides. All four curves are representative of a single variant tested on four different assay plates as part of the polymerase screening.
koffの測定
[00135]下記のストップトフローアッセイを使用して、バリアントポリメラーゼのko
ff速度を測定した。
measurement of k off
[00135] using the stopped-flow assay described below, of the variant polymerase k o
The ff speed was measured.
[00136]試薬Aでは、ポリメラーゼは、Ca2+のような非触媒性2価金属の存在下で
、フルオレセイン標識DNA鋳型−プライマーに、Cy3(またはAlexa555)連結ヌクレオチドポリリン酸と共に結合している。これはFRETペアを形成し、フルオレセインはドナーフルオロフォアであり、Cy3はアクセプターフルオロフォアである。試薬Bは追跡ヌクレオチドを含有する。このアッセイでは、鋳型/プライマーに組み込まれる1番目のヌクレオチドはシトシンである。
[00136] In Reagent A, the polymerase is attached to a fluorescein-labeled DNA template-primer with Cy3 (or Alexa555) -linked nucleotide polyphosphoric acid in the presence of a non-catalytic divalent metal such as Ca2 +. It forms a FRET pair, fluorescein is the donor fluorophore and Cy3 is the acceptor fluorophore. Reagent B contains tracking nucleotides. In this assay, the first nucleotide incorporated into the template / primer is cytosine.
[00137]試薬A(NaCl75mM、HEPES25mM(pH7.5)、CaCl2
2mM、フルオレセイン−鋳型/プライマー250nM、dCnP−Cy3 20uM、およびポリメラーゼ>250nM)は、ポリメラーゼを確実に最後に加えながら成分を混合することによって新しく調製した。試薬A中でポリメラーゼを10分間インキュベートした。
[00137] Reagent A (NaCl75 mM, HEPES25 mM (pH 7.5), CaCl2
2 mM, fluorescein-template /
[00138]試薬B(NaCl75mM、HEPES25mM(pH7.5)、CaCl2
2mM、およびdCTP200uM)を調製した。
[00139]試薬AとBを混合すると、dCTPはdCnP−Cy3と会合を競合し、dC
TP濃度が過剰であるならば蛍光の増加が観測される。アッセイは、ストップフローデバイス(Kintek Corp)または蛍光プレートリーダーのいずれかを用いて行うことができる。時間に対する蛍光の増加を一次または二次指数関数にフィッティングして、その特定のポリメラーゼの速度定数koffを得る。
[00138] Reagent B (NaCl75 mM, HEPES25 mM (pH 7.5), CaCl2
2 mM, and dCTP200uM) were prepared.
[00139] When reagents A and B are mixed, dCTP competes with dCnP-Cy3 for association with dC.
If the TP concentration is excessive, an increase in fluorescence is observed. The assay can be performed using either a stop-flow device (Kintek Corp) or a fluorescent plate reader. The increase in fluorescence over time by fitting to the primary or secondary exponential, obtain rate constants k off of the particular polymerase.
[00140]選択したバリアントの精製収量およびkoffを表1に示す。 [00140] Table 1 shows the purification yield and k off for the selected variant.
[00141]アッセイの模式図、および例示的な反応のグラフについては、図3を参照のこ
と。代表的なデータについては、図10を参照のこと。
[00141] See FIG. 3 for a schematic diagram of the assay and a graph of exemplary reactions. See FIG. 10 for representative data.
koffの測定
[00142]この実施例では、蛍光偏光を用いる、koffを測定する代替方法を示す。
[00143]トリス25mM pH7.0、KCl75mM、Triton−X100 0
.01%、1×BSA(100ug/ml)、EDTA0.5mM、CaCl2 2mM、DTT2mMを含むアッセイバッファーを使用して、ヘアピンフルオレセイン標識DNA鋳型およびdC6P−C6−Cy3タグ付きヌクレオチド250nMを含有するアッセイマスターミックスを調製した。マスターミックス55μlを黒色96ウェルCostarプレートのウェルの各々に加え、培養物1mlから精製したポリメラーゼ変異体20μlをハイスループット(HTP)フォーマットで加えた。プレートは、プレート振盪機で1分間振盪し、ポリメラーゼ−DNA鋳型−ヌクレオチドの均一な三元複合体を形成させ
た。プレートをBMG Polarstarプレートリーダー(BMG LABTECH
Inc.、North Carolina)に置き、2000周辺でのゲインを有するよう標的ミリ偏光を200mPおよび10%に調節した。励起フィルターは485nMに設定し、発光フィルターは590〜20nMに設定した。注射器に、1mM dCTP追跡ヌクレオチド溶液1mlを詰めた。データは、1インターバルにつき1ウェル当たり最低30フラッシュで、開始の合計読取り時間60秒で収集した。遅い解離を示したヒット変異体では、フラッシュを50以上に増加させ、より長い読取り時間を取った。データ収集は、1mM dCTP25μlの注入で開始した。
measurement of k off
[00142] In this example, use of fluorescence polarization, showing an alternative method of measuring k off.
[00143] Triton 25 mM pH 7.0, KCl 75 mM, Triton-
.. Assay master mix containing hairpin fluorescein-labeled DNA template and dC6P-C6-Cy3 tagged
Inc. , North Carolina), and the target millipolarized light was adjusted to 200 mP and 10% to have a gain around 2000. The excitation filter was set to 485 nM and the emission filter was set to 590 to 20 nM. The syringe was filled with 1 ml of 1 mM dCTP tracking nucleotide solution. Data were collected with a minimum of 30 flushes per well per interval with a total start read time of 60 seconds. For hit mutants that showed slow dissociation, the flush was increased to 50 or greater and longer read times were taken. Data collection was initiated with an infusion of 25 μl of 1 mM dCTP.
[00144]アッセイの模式図、および例示的な反応のグラフについては、図4を参照のこ
と。
[00145]蛍光偏光に基づくkoffアッセイからの、2種のバリアントポリメラーゼ(
S366A+N535L+I652Q(B6)およびS366A+P542E+I652Q(C6))の代表的なデータについては、図6を参照のこと。mPはミリ偏光である。あらかじめ形成させた、ポリメラーゼ−DNA鋳型−dCnP−Alexa555の三元複合体を、未変性dCTPを用いて追跡し、偏光dCnP−Alexa555をある時間にわたってモニターした。
[00144] See FIG. 4 for a schematic diagram of the assay and a graph of exemplary reactions.
[00145] from k off based assay fluorescence polarization, two variants polymerase (
See FIG. 6 for representative data of S366A + N535L + I652Q (B6) and S366A + P542E + I652Q (C6)). mP is metrically polarized. The preformed ternary complex of polymerase-DNA template-dCnP-Alexa555 was followed with undenatured dCTP and polarized dCnP-Alexa555 was monitored over time.
kchemの測定
[00146]この実施例では、バリアントポリメラーゼのkchemを測定するためのFR
ETに基づくアッセイを示す。
measurement of k chem
[00146] In this example, FR for measuring the kchem of the variant polymerase.
The assay based on ET is shown.
[00147]試薬Aでは、ポリメラーゼはフルオレセイン標識DNA鋳型−プライマーに結
合している。試薬Bは、Mg2+のような触媒性2価金属の存在下で、Cy3(またはAlexa555)連結ヌクレオチドポリリン酸を含有する。このプロトコールでは、鋳型/プライマーに組み込まれる1番目のヌクレオチドはシトシンである。
[00147] In Reagent A, the polymerase is bound to a fluorescein-labeled DNA template-primer. Reagent B contains Cy3 (or Alexa555) -linked nucleotide polyphosphoric acid in the presence of a catalytic divalent metal such as Mg 2+. In this protocol, the first nucleotide incorporated into the template / primer is cytosine.
[00148]試薬A(NaCl75mM、HEPES25mM(pH7.5)、フルオレセ
イン−鋳型/プライマー250nM、ポリメラーゼ>250nM)を調製した。ポリメラーゼは、試薬A中で10分間インキュベートした。
[00148] Reagent A (NaCl 75 mM, HEPES 25 mM (pH 7.5), fluorescein-template /
[00149]試薬B(NaCl75mM、HEPES25mM(pH7.5)、MgCl2
10mM、およびdCnP−Cy3 20uM)を調製した。
[00150]試薬AとBを混合すると、ポリメラーゼ−フルオレセイン−鋳型−プライマー
複合体はdCnP−Cy3に結合し、蛍光が消光する。Mg2+は、ポリメラーゼがヌクレオチドを組み込むことを可能にし、ヌクレオチドは切断産物である、Cy3が付いたピロリン酸、nP−Cy3を放出する。消光剤が放出されるので、蛍光は増加する。アッセイは、ストップフローデバイス(Kintek Corp)または蛍光プレートリーダーのいずれかを用いて行うことができる。
[00149] Reagent B (NaCl 75 mM, HEPES 25 mM (pH 7.5), MgCl 2
10 mM, and dCnP-Cy3 20 uM) were prepared.
[00150] When reagents A and B are mixed, the polymerase-fluorescein-template-primer complex binds to dCnP-Cy3 and the fluorescence is quenched. Mg 2+ allows the polymerase to incorporate nucleotides, which release the cleavage product, pyrophosphate with Cy3, nP-Cy3. Fluorescence increases as the quencher is released. The assay can be performed using either a stop-flow device (Kintek Corp) or a fluorescent plate reader.
[00151]アッセイの模式図、および例示的な反応のグラフについては、図2を参照のこ
と。代表的なデータについては、図9を参照のこと。
[00151] See FIG. 2 for a schematic diagram of the assay and a graph of exemplary reactions. See FIG. 9 for representative data.
ナノポアへの取付け
[00152]この実施例では、バリアントポリメラーゼをナノポア、例えばα−溶血素に付
ける方法を示す。
Installation on nanopores
[00152] In this example, a method of attaching a variant polymerase to a nanopore, eg, α-hemolysin, is shown.
[00153]ポリメラーゼは、任意の好適な手段によってナノポアに連結してもよい。例え
ば、PCT/US2013/068967(WO2014/074727として公開;Genia Technologies,Inc.)、PCT/US2005/009702(WO2006/028508として公開;President and Fellows of Harvard College)、およびPCT/US2011/065640(WO2012/083249として公開;Columbia University)を参照のこと。
[00153] The polymerase may be linked to the nanopores by any suitable means. For example, PCT / US2013 / 068967 (published as WO2014 / 074727; Genia Technologies, Inc.), PCT / US2005 / 909702 (published as WO2006 / 028508; Present and Fellows of Harvard College), Published as 083249; Columbia University).
[00154]ポリメラーゼ、例えばバリアントpol6DNAポリメラーゼを、リンカー分
子を介してタンパク質ナノポア(例えば、アルファ溶血素)に連結させた。詳細には、生理的条件下で共有結合性イソペプチド連結を自発的に形成するSpyTagおよびSpyCatcherシステムを使用した。例えば、Liら、J Mol Biol.2014年1月23;426(2):309〜17を参照のこと。
[00154] A polymerase, eg, a variant pol6 DNA polymerase, was ligated to a protein nanopore (eg, alpha hemolysin) via a linker molecule. Specifically, the SpyTag and SpyCatcher systems that spontaneously form covalent isopeptide linkages under physiological conditions were used. For example, Li et al., J Mol Biol. See January 23, 2014; 426 (2): 309-17.
[00155]pol6バリアントSpyCatcher Hisタグを実施例2に従って発
現させ、コバルトアフィニティーカラムを使用して精製した。SpyCatcherポリメラーゼおよびSpyTagオリゴマー化ナノポアタンパク質を、3mM SrCl2中で、4℃にて終夜インキュベートした。次に1:6−ポリメラーゼ−鋳型複合体を、分子ふるいクロマトグラフィーを使用して精製した。
[00155] poly6 variant SpyCatcherHis tags were expressed according to Example 2 and purified using a cobalt affinity column. SpyCatcher polymerase and SpyTag oligomerized nanopore proteins were incubated overnight at 4 ° C. in 3 mM SrCl 2. The 1: 6-polymerase-template complex was then purified using molecular sieving chromatography.
[00156]pol6バリアントのN末端またはC末端のいずれかに、リンカーを付けた。
N末端で付けられたバリアントはより頑強、例えばより安定であることが見出された。したがって、N末端に付けられたリンカーを使用した。
[00156] A linker was attached to either the N-terminus or the C-terminus of the pol6 variant.
Variants attached at the N-terminus were found to be more robust, eg, more stable. Therefore, a linker attached to the N-terminus was used.
バイオチップにおける活性
[00157]この実施例では、ナノポアに結合したバリアントポリメラーゼがタグ付きヌク
レオチドに結合して、それによりポリメラーゼが付いたナノポアで閉鎖チャネル電流の検出を可能にさせる、バリアントポリメラーゼの能力を示す。
Activity in biochip
[00157] This example demonstrates the ability of a variant polymerase to bind a nanopore-bound variant polymerase to a tagged nucleotide, thereby allowing the detection of closed channel currents in the polymerase-attached nanopore.
[00158]ポリメラーゼをナノポアに付け、バイオチップとも呼ばれる半導体センサーチ
ップのウェル上の脂質二重層に埋め込んだ。脂質二重層は、PCT/US2014/061853(「Methods for Forming Lipid Bilayers on Biochips」という題名で、2014年10月22日に出願された)において記載されているように形成させて、ポリメラーゼが付いたナノポアを挿入した。
[00158] Polymerase was attached to the nanopore and embedded in a lipid bilayer on the wells of a semiconductor sensor chip, also known as a biochip. The lipid bilayer was formed as described in PCT / US2014 / 061853 (filed October 22, 2014 under the title "Methods for Forming Lipid Bilayers on Biochips") and attached with a polymerase. A nanopore was inserted.
[00159]バリアントポリメラーゼは、低塩条件下で鋳型DNAと複合化した。
[00160]ナノポアに結合したバリアントポリメラーゼのタグ付きヌクレオチドに結合す
る能力は、静的捕獲実験において測定した。静的捕獲実験では、タグ付きヌクレオチドがポリメラーゼに結合し、タグ付きヌクレオチドがナノポアに呈示されたときに閉鎖チャネル電流を測定する。静的捕獲実験はCa2+の存在下で行い、Ca2+は、DNAの触媒作用および伸長を妨げ、また同じ種類のタグ付きヌクレオチドの繰り返しの捕獲を検出することを可能にする。この実験においては、使用したタグ付きヌクレオチドはdTnP−タグであった。
[00159] Variant polymerase was complexed with template DNA under low salt conditions.
[00160] The ability of variant polymerases bound to nanopores to bind to tagged nucleotides was measured in static capture experiments. In static capture experiments, the closed channel current is measured when the tagged nucleotide binds to the polymerase and the tagged nucleotide is presented to the nanopore. Static capture experiments are performed in the presence of Ca2 +, which interferes with DNA catalysis and elongation and makes it possible to detect repeated captures of the same type of tagged nucleotides. In this experiment, the tagged nucleotide used was a dTnP-tag.
[00161]バイオチップのアルファ溶血素ナノポアに連結した例示的なポリメラーゼバリ
アントPol6(S366A+N535L+I652Q)を、鋳型DNAと複合化した。
[00162]Pol6(S366A+N535L+I652Q)−DNA複合体によるタグ
付きチミジンヌクレオチド(タグはT30である(配列番号9))の静的捕獲は、二重層の上下でのHepes7.5 20mM、NaCl300mM、CaCl2 3mM、およびTCEP5mMの存在下で、100mVで記録した。
An exemplary polymerase variant Pol6 (S366A + N535L + I652Q) linked to the alpha hemolysin nanopore of the biochip was complexed with the template DNA.
[00162] Pol6 (S366A + N535L + I652Q) ( tag is T30 (SEQ ID NO: 9)) tagged thymidine nucleotides by -DNA complexes static capture, bilayer Hepes7.5 20 mM in the vertical, NaCl300mM, CaCl 2 3mM , And recorded at 100 mV in the presence of
[00163]結果を図7および図8に示す。図7におけるトレースでは、時間の関数として
、細孔をわたって100mVで測定した電解電流が示されている。この電圧における開口細孔電流は約1nAであり(一番上のトレース)、同じ電圧における閉鎖細孔電流は約0.33nAであった(中央のトレース)。システムのソフトウェアに従って、開口チャネル電流を1に対し正規化した。閉鎖チャネル電流は、dTnP−T30(配列番号9)によって開口チャネル電流の33%に減少した。このトレースで示されている電流遮断は、ナノポアの近傍で生じるバリアントPol6−DNA複合体によるチミジンポリリン酸の結合に関連している。図7(右)における、対応する一番上のヒストグラムでは、100mVにて、同じ細孔での開口細孔電流に対し正規化された電流の変化で観測された電流遮断の頻度が示されており、中央のトレースに対応するヒストグラム(右)では、100mVにて、同じ細孔での閉鎖細孔電流に対し正規化された電流の変化で観測された電流遮断の頻度が示されている。
[00163] The results are shown in FIGS. 7 and 8. The trace in FIG. 7 shows the electrolytic current measured at 100 mV across the pores as a function of time. The opening pore current at this voltage was about 1 nA (top trace) and the closed pore current at the same voltage was about 0.33 nA (center trace). The aperture channel current was normalized to 1 according to the system software. The closed channel current was reduced by dTnP-T30 (SEQ ID NO: 9) to 33% of the open channel current. The current interruption shown in this trace is associated with the binding of thymidine polyphosphate by the variant Pol6-DNA complex that occurs near the nanopores. The corresponding top histogram in FIG. 7 (right) shows the frequency of current interruptions observed at 100 mV with a normalized current change relative to the open pore current in the same pore. The histogram (right) corresponding to the central trace shows the frequency of current interruptions observed at 100 mV with a normalized current change relative to the closed pore current in the same pore.
[00164]図8では、図7に示されているタグ付きチミジンの静的捕獲の滞留時間が示さ
れている。図8(左)では、開口チャネル電流に対し正規化された電流の関数としての、タグ付きdTNPがバリアントPol6に結合することの発生回数のヒストグラムが示されている。dTNPタグ付きヌクレオチドの各捕獲の平均滞留時間は、1.2秒と測定された。細孔におけるタグのバックグラウンド捕獲(すなわち、ポリメラーゼが媒介していないもの)は、数ミリ秒の範囲の滞留時間を有する(データ示さず)。酵素進化のゴールは、タグ付きヌクレオチドポリリン酸の解離速度を改良することであったので、バックグラウンドからはっきりと区別されるポリメラーゼ媒介捕獲を記録するのに充分長い滞留時間が理解され得る。図8に示されているように、1.2秒の平均滞留時間は、バックグラウンドよりもかなり上である。セルインデックスは、この実験において使用するチップに存在する約8000個のセルの、色に基づくスキームである。
[00164] FIG. 8 shows the residence time of static capture of the tagged thymidine shown in FIG. FIG. 8 (left) shows a histogram of the number of occurrences of tagged dTNP binding to variant Pol6 as a function of current normalized to aperture channel current. The average residence time for each capture of dTNP-tagged nucleotides was measured to be 1.2 seconds. Background capture of tags in the pores (ie, those not mediated by polymerase) has a residence time in the range of a few milliseconds (data not shown). Since the goal of enzyme evolution was to improve the dissociation rate of tagged nucleotide polyphosphates, it can be understood that the residence time is long enough to record polymerase-mediated capture that is clearly distinguishable from the background. As shown in FIG. 8, the average dwell time of 1.2 seconds is well above the background. The cell index is a color-based scheme of about 8000 cells present on the chip used in this experiment.
[00165]データにより、例示的なバリアントポリメラーゼPol6(S366A+N5
35L+I652Q)は、タグ付きヌクレオチドに結合することができ、ポリメラーゼが付けられたナノポアによる電流変化の検出を可能にすることが示されている。
[00165] Based on the data, exemplary variant polymerase Pol6 (S366A + N5)
35L + I652Q) has been shown to be able to bind to tagged nucleotides and allow detection of current changes by polymerase-tagged nanopores.
[00166]この結果は、バイオチップのナノポアに付けられたバリアントポリメラーゼが
、高忠実度でタグ付きヌクレオチドに結合し、そのタグ付きヌクレオチドを、ヌクレオチド組み込みの検出に充分な時間、また場合によっては例えばナノポアシーケンシング中の挿入、欠失などのシーケンシングエラーの確率を減らすのに充分な時間を与える滞留時間でナノポアに呈示することができる証拠を示している。
[00166] The results show that the variant polymerase attached to the nanopore of the biochip binds to the tagged nucleotide with high fidelity and allows the tagged nucleotide to be detected for sufficient time, and in some cases, eg, nucleotide integration. It provides evidence that it can be presented to nanopores with a residence time that gives sufficient time to reduce the probability of sequencing errors such as insertions and deletions during nanopore sequencing.
ローリングサークル増幅アッセイ
[00167]この実施例では、ローリングサークル型アッセイにおけるポリヌクレオチド鋳
型の増幅を説明する。
Rolling circle amplification assay
[00167] This example describes amplification of a polynucleotide template in a rolling circle assay.
[00168]使用した鋳型は、社内製の鋳型HFcirc10であった。その鋳型は、長さ
約150bpの単純環状鋳型である。
[00169]合計反応容量40μl(試薬A28μl+2μMポリメラーゼ2μl+試薬B
10μl)でアッセイを行った。
[00168] The mold used was an in-house manufactured mold HFcirc10. The mold is a simple cyclic mold with a length of about 150 bp.
[00169] Total reaction volume 40 μl (Reagent A 28 μl + 2
The assay was performed with 10 μl).
[00170]試薬A: [00170] Reagent A:
[00171]試薬B: [00171] Reagent B:
[00172]2μMポリメラーゼ2μlを試薬A28μlに加えて、最終アッセイミックス
40μl中でのDNA:ポリメラーゼ(それぞれ100nM)のモル比を1:1にした。試薬A/ポリメラーゼミックスを、この75mMの塩条件において10分間インキュベートして、ポリメラーゼをDNAに結合させた。
[00172] 2 μl of 2 μM polymerase was added to 28 μl of reagent A to make the molar ratio of DNA: polymerase (100 nM each) in 40 μl of the final assay mix 1: 1. The Reagent A / Polymerase mix was incubated for 10 minutes under this 75 mM salt condition to attach the polymerase to the DNA.
[00173]次に、試薬B10μlを試薬A/ポリメラーゼ混合物に加えて、反応を開始さ
せた。
[00174]所定の時点にて試料10μlを反応物から取り出し、EDTA50mMを含む
ホルムアミド10μlに加えて反応を失活させた。試料は、0分、10分、30分、および40分の時点で取った。
[00173] Next, 10 μl of Reagent B was added to the Reagent A / Polymerase mixture to initiate the reaction.
[00174] At predetermined time points, 10 μl of sample was removed from the reactants and added to 10 μl of formamide containing 50 mM EDTA to inactivate the reaction. Samples were taken at 0, 10, 30 and 40 minutes.
[00175]ホルムアミド試料を約3分間、94℃に加熱して、タンパク質と、DNAの二
次構造とを変性させた。試料は4℃に放冷しなかった。100×SYBR GREENまたはGOLD色素2μlを加えた。
[00175] The formamide sample was heated to 94 ° C. for about 3 minutes to denature the protein and the secondary structure of the DNA. The sample was not allowed to cool to 4 ° C. 100 × SYBR GREEN or
[00176]各試料の15μlを、1.2%アガロースゲルにおいて、100Vで1時間1
5分間泳動させた。
[00177]Biorad GEL DOC EZ撮像装置の青色トレーを使用して、ゲル
の画像を取得した。
[00176] 15 μl of each sample in a 1.2% agarose gel at 100 V for 1
It was run for 5 minutes.
An image of the gel was acquired using the blue tray of the Bio-Rad GEL DOC EZ imager.
[00178]図11では、アッセイの40分時点の結果が示されている。左から右に数えて
レーン1および19において分子ラダーが示されている。レーン2はt=0の試料を有し、産物は見えない。レーン3〜18の各々は、異なるバリアントpol6ポリメラーゼである。
[00178] FIG. 11 shows the results of the assay at 40 minutes. Molecular ladders are shown in
[00179]示されている全てのバリアントは鎖置換を行うことができ、長いキロベースの
DNA産物を、全てヌクレオチド六リン酸を用いて産生することができる。
All the variants shown are capable of strand substitution and long kilobase DNA products can all be produced with nucleotide hexaphosphate.
タグ付きヌクレオチドを使用した鋳型DNAのシーケンシング
[00180]この実施例では、バリアントポリメラーゼが、バイオチップでの合成法による
シーケンシングにおいて機能的であることを示す。
Sequencing template DNA using tagged nucleotides
[00180] In this example, the variant polymerase is shown to be functional in synthetic sequencing on a biochip.
[00181]Pol6−26i−D44Aポリメラーゼを使用したヘテロポリマー鋳型のA
Cシーケンシングを、Hepes20mM、pH8、グルタミン酸カリウム500mM、およびMgCl2 3mMにおいて、室温で行った。ポリメラーゼが付いたナノポアを、本明細書において記載したように脂質二重層に埋め込んだ。プライマーが付いたDNAを加え、ポリメラーゼと複合化させた。4種の異なるタグ付きヌクレオチドを25μMの濃度で加えた。合成によるシーケンシングは、「Nucleic Acid Sequencing Using Tags」という題名のWO2014/074727において記載されているように進めてもよい。図12におけるトレースでは、ヘテロポリマー鋳型に対する76%のシーケンシング精度、および96bpのリード長が示されている。
[00181] A of heteropolymer template using Pol6-26i-D44A polymerase
C sequencing was performed at Hepes 20 mM, pH 8,
[00182]本明細書において記載される実施例および実施形態は、単なる例示目的のもの
であり、またその実施例および実施形態を考慮した様々な改変または変化が当業者に提案されることになり、本出願の趣旨および範囲ならびに添付の特許請求の範囲内に含まれることになることが理解されよう。本明細書において引用されるあらゆる刊行物、特許、および特許出願は、参照によりその全体があらゆる目的で本明細書に組み込まれる。
[00182] The examples and embodiments described herein are for illustrative purposes only, and various modifications or modifications that take into account the examples and embodiments will be proposed to those skilled in the art. , It will be understood that the purpose and scope of this application and the scope of the attached claims will be included. All publications, patents, and patent applications cited herein are incorporated herein by reference in their entirety for any purpose.
配列番号1−野生型Pol6(DNAポリメラーゼ[クロストリジウムファージphiCPV4];GenBank:AFH27113.1)
1 mdkhtqyvke hsfnydeykk anfdkiecli fdtesctnye ndntgarvyg wglgvtrnhn
061 miygqnlnqf wevcqnifnd wyhdnkhtik itktkkgfpk rkyikfpiav hnlgwdvefl
121 kyslvengfn ydkgllktvf skgapyqtvt dveepktfhi vqnnnivygc nvymdkffev
181 enkdgsttei glcldffdsy kiitcaesqf hnyvhdvdpm fykmgeeydy dtwrspthkq 241 ttlelryqyn diymlrevie qfyidglcgg elpltgmrta ssiafnvlkk mtfgeektee 301 gyinyfeldk ktkfeflrkr iemesytggy thanhkavgk tinkigcsld inssypsqma 361 ykvfpygkpv rktwgrkpkt eknevyliev gfdfvepkhe eyaldifkig avnskalspi 421 tgavsgqeyf ctnikdgkai pvykelkdtk lttnynvvlt sveyefwikh fnfgvfkkde 481 ydcfevdnle ftglkigsil yykaekgkfk pyvdhftkmk venkklgnkp ltnqakliln 541 gaygkfgtkq nkeekdlimd knglltftgs vteyegkefy rpyasfvtay grlqlwnaii 601 yavgvenfly cdtdsiycnr
evnsliedmn aigetidkti lgkwdvehvf dkfkvlgqkk 661 ymyhdckedk tdlkccglps darkiiigqg fdefylgknv egkkqrkkvi ggcllldtlf 721 tikkimf
配列番号2−Pol6(Hisタグ付き)
MHHHHHHHHS GGSDKHTQYV KEHSFNYDEY KKANFDKIEC LIFDTESCTN 50
YENDNTGARV YGWGLGVTRN HNMIYGQNLN QFWEVCQNIF NDWYHDNKHT 100
IKITKTKKGF PKRKYIKFPI AVHNLGWDVE FLKYSLVENG FNYDKGLLKT 150
VFSKGAPYQT VTDVEEPKTF HIVQNNNIVY GCNVYMDKFF EVENKDGSTT 200
EIGLCLDFFD SYKIITCAES QFHNYVHDVD PMFYKMGEEY DYDTWRSPTH 250
KQTTLELRYQ YNDIYMLREV IEQFYIDGLC GGELPLTGMR TASSIAFNVL 300
KKMTFGEEKT EEGYINYFEL DKKTKFEFLR KRIEMESYTG GYTHANHKAV 350
GKTINKIGCS LDINSSYPSQ MAYKVFPYGK PVRKTWGRKP KTEKNEVYLI 400
EVGFDFVEPK HEEYALDIFK IGAVNSKALS PITGAVSGQE YFCTNIKDGK 450
AIPVYKELKD TKLTTNYNVV LTSVEYEFWI KHFNFGVFKK DEYDCFEVDN 500
LEFTGLKIGS ILYYKAEKGK FKPYVDHFTK MKVENKKLGN KPLTNQAKLI 550
LNGAYGKFGT KQNKEEKDLI MDKNGLLTFT GSVTEYEGKE FYRPYASFVT 600
AYGRLQLWNA IIYAVGVENF LYCDTDSIYC NREVNSLIED MNAIGETIDK 650
TILGKWDVEH VFDKFKVLGQ KKYMYHDCKE DKTDLKCCGL PSDARKIIIG 700
QGFDEFYLGK NVEGKKQRKK VIGGCLLLDT LFTIKKIMF* 739
配列番号3−Hisタグ付きPol6(DNA配列)
ATGCATCACC ATCATCATCA CCACCACAGC GGCGGTTCCG ACAAACACAC 50
GCAGTACGTC AAAGAGCATA GCTTCAATTA TGACGAGTAT AAGAAAGCGA 100
ATTTCGACAA GATCGAGTGC CTGATCTTTG ACACCGAGAG CTGCACGAAT 150
TATGAGAACG ATAATACCGG TGCACGTGTT TACGGTTGGG GTCTTGGCGT 200
CACCCGCAAC CACAATATGA TCTACGGCCA AAATCTGAAT CAGTTTTGGG 250
AAGTATGCCA GAACATTTTC AATGATTGGT ATCACGACAA CAAACATACC 300
ATTAAGATTA CCAAGACCAA GAAAGGCTTC CCGAAACGTA AGTACATTAA 350
GTTTCCGATT GCAGTTCACA ATTTGGGCTG GGATGTTGAA TTCCTGAAGT 400
ATAGCCTGGT GGAGAATGGT TTCAATTACG ACAAGGGTCT GCTGAAAACT 450
GTTTTTAGCA AGGGTGCGCC GTACCAAACC GTGACCGATG TTGAGGAACC 500
GAAAACGTTC CATATCGTCC AGAATAACAA CATCGTTTAT GGTTGTAACG 550
TGTATATGGA CAAATTCTTT GAGGTCGAGA ACAAAGACGG CTCTACCACC 600
GAGATTGGCC TGTGCTTGGA TTTCTTCGAT AGCTATAAGA TCATCACGTG 650
TGCTGAGAGC CAGTTCCACA ATTACGTTCA TGATGTGGAT CCAATGTTCT 700
ACAAAATGGG TGAAGAGTAT GATTACGATA CTTGGCGTAG CCCGACGCAC 750
AAGCAGACCA CCCTGGAGCT GCGCTACCAA TACAATGATA TCTATATGCT 800
GCGTGAAGTC ATCGAACAGT TTTACATTGA CGGTTTATGT GGCGGCGAGC 850
TGCCGCTGAC CGGCATGCGC ACCGCTTCCA GCATTGCGTT CAACGTGCTG 900
AAAAAGATGA CCTTTGGTGA GGAAAAGACG GAAGAGGGCT ACATCAACTA 950
TTTTGAATTG GACAAGAAAA CCAAATTCGA GTTTCTGCGT AAGCGCATTG 1000
AAATGGAATC GTACACCGGT GGCTATACGC ACGCAAATCA CAAAGCCGTT 1050
GGTAAGACTA TTAACAAGAT CGGTTGCTCT TTGGACATTA ACAGCTCATA 1100
CCCTTCGCAG ATGGCGTACA AGGTCTTTCC GTATGGCAAA CCGGTTCGTA 1150
AGACCTGGGG TCGTAAACCA AAGACCGAGA AGAACGAAGT TTATCTGATT 1200
GAAGTTGGCT TTGACTTCGT GGAGCCGAAA CACGAAGAAT ACGCGCTGGA 1250
TATCTTTAAG ATTGGTGCGG TGAACTCTAA AGCGCTGAGC CCGATCACCG 1300
GCGCTGTCAG CGGTCAAGAG TATTTCTGTA CGAACATTAA AGACGGCAAA 1350
GCAATCCCGG TTTACAAAGA ACTGAAGGAC ACCAAATTGA CCACTAACTA 1400
CAATGTCGTG CTGACCAGCG TGGAGTACGA GTTCTGGATC AAACACTTCA 1450
ATTTTGGTGT GTTTAAGAAA GACGAGTACG ACTGTTTCGA AGTTGACAAT 1500
CTGGAGTTTA CGGGTCTGAA GATTGGTTCC ATTCTGTACT ACAAGGCAGA 1550
GAAAGGCAAG TTTAAACCTT ACGTGGATCA CTTCACGAAA ATGAAAGTGG 1600
AGAACAAGAA ACTGGGTAAT AAGCCGCTGA CGAATCAGGC AAAGCTGATT 1650
CTGAACGGTG CGTACGGCAA ATTCGGCACC AAACAAAACA AAGAAGAGAA 1700
AGATTTGATC ATGGATAAGA ACGGTTTGCT GACCTTCACG GGTAGCGTCA 1750
CGGAATACGA GGGTAAAGAA TTCTATCGTC CGTATGCGAG CTTCGTTACT 1800
GCCTATGGTC GCCTGCAACT GTGGAACGCG ATTATCTACG CGGTTGGTGT 1850
GGAGAATTTT CTGTACTGCG ACACCGACAG CATCTATTGT AACCGTGAAG 1900
TTAACAGCCT CATTGAGGAT ATGAACGCCA TTGGTGAAAC CATCGATAAA 1950
ACGATTCTGG GTAAATGGGA CGTGGAGCAT GTCTTTGATA AGTTTAAGGT 2000
CCTGGGCCAG AAGAAGTACA TGTATCATGA TTGCAAAGAA GATAAAACGG 2050
ACCTGAAGTG TTGCGGTCTG CCGAGCGATG CCCGTAAGAT TATCATTGGT 2100
CAAGGTTTCG ACGAGTTTTA TCTGGGCAAA AATGTCGAAG GTAAGAAGCA 2150
ACGCAAAAAA GTGATCGGCG GTTGCCTGCT GCTGGACACC CTGTTTACGA 2200
TCAAGAAAAT CATGTTCTAA 2220
先行技術文献
特許文献
[1] PCT/US2005/009702 (published as WO2006/028508 on 16 March 2006; President and Fellows of Harvard College; entitled METHODS AND APPARATUS FOR CHARACTERIZING
POLYNUCLEOTIDES).
[2] PCT/US2011/065640 (published as WO2012/083249 on 21 June 2012; Columbia University; entitled DNA SEQUENCING BY SYNTHESIS USING MODIFIED NUCLEOTIDES AND NANOPORE DETECTION).
[3] PCT/US2013/068967 (published as WO2014/074727 on 15 May 2014; Genia Technologies; entitled NUCLEIC ACID SEQUENCING USING TAGS).
[4] PCT/US2013/046012 (Genia Technologies, Inc., entitled CHIP SET-UP AND HIGH-ACCURACY NUCLEIC ACID SEQUENCING, published 19 Dec 2013 as WO2013/188841).
[5] US 2013/0053544 (Isis Innovation Limited) entitled Peptide Tag Systems That
Spontaneously Form an Irreversible Link to Protein Partners via Isopeptide Bonds, published 28 February 2013.
非特許文献
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between Side Chains for Irreversible Peptide Targeting, J. Am. Chem. Soc., 132(13):4526-4527.
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SEQ ID NO: 1-Wild-type Pol6 (DNA polymerase [Clostridium phage phiCPV4]; GenBank: AFH27113.1)
1 mdkhtqyvke hsfnydeykk anfdkiecli fdtesctnye ndntgarvyg wglgvtrnhn
061 miygqnlnqf wevcqnifnd wyhdnkhtik itktkkgfpk rkyikfpiav hnlgwdvefl
121 kyslvengfn ydkgllktvf skgapyqtvt dveepktfhi vqnnnivygc nvymdkffev
181 enkdgsttei glcldffdsy kiitcaesqf hnyvhdvdpm fykmgeeydy dtwrspthkq 241 ttlelryqyn diymlrevie qfyidglcgg elpltgmrta ssiafnvlkk mtfgeektee 301 gyinyfeldk ktkfeflrkr iemesytggy thanhkavgk tinkigcsld inssypsqma 361 ykvfpygkpv rktwgrkpkt eknevyliev gfdfvepkhe eyaldifkig avnskalspi 421 tgavsgqeyf ctnikdgkai pvykelkdtk lttnynvvlt sveyefwikh fnfgvfkkde 481 ydcfevdnle ftglkigsil yykaekgkfk pyvdhftkmk venkklgnkp ltnqakliln 541 gaygkfgtkq nkeekdlimd knglltftgs vteyegkefy rpyasfvtay grlqlwnaii 601 yavgvenfly cdtdsiycnr
evnsliedmn aigetidkti lgkwdvehvf dkfkvlgqkk 661 ymyhdckedk tdlkccglps darkiiigqg fdefylgknv egkkqrkkvi ggcllldtlf 721 tikkimf
SEQ ID NO: 2-Pol6 (with His tag)
MHHHHHHHHS GGSDKHTQYV
YENDNTGARV YGWGLGVTRN
IKITKTKKGF PKRKYIKFPI
VFSKGAPYQT VTDVEEPKTF
EIGLCLDFFD SYKIITCAES
KQTTLELRYQ YNDIYMLREV
KKMTFGEEKT EEGYINYFEL
GKTINKIGCS LDINSSYPSQ
EVGFDFVEPK HEEYALDIFK
AIPVYKELKD TKLTTNYNVV
LEFTGLKIGS ILYYKAEKGK
LNGAYGKFGT KQNKEEKDLI
AYGRLQLWNA IIYAVGVENF LYCDTDSIYC NREVNSLIED MNAIGETIDK 650
TILGKWDVEH VFDKFKVLGQ KKYMYHDCKE DKTDLKCCGL PSDARKIIIG 700
QGFDEFYLGK NVEGKKQRKK VIGGCLLLDT LFTIKKIMF * 739
SEQ ID NO: 3-His-tagged Pol6 (DNA sequence)
ATG CATCACC ATCATCATCA CCACCAC
GCAGTACGTC AAAGAGCATA
ATTTCGACAA GATCGAGTGC
TATGAGAACG ATAATACCGG
CACCCGCAAC CACAATATGA
AAGTATGCCA GAACATTTTC
ATTAAGATTA CCAAGACCAA
GTTTCCGATT GCAGTTCACA
ATAGCCTGGT GGAGAATGGT
GTTTTTAGCA AGGGTGCGCC
GAAAACGTTC CATATCGTCC
TGTATATGGA CAAATTCTTT
GAGATTGGCC TGTGCTTGGA TTTCTTCGAT AGCTATAAGA TCATCACGTG 650
TGCTGAGAGC CAGTTCCACA ATTACGTTCA TGATGTGGAT CCAATGTTCT 700
ACAAAATGGG TGAAGAGTAT GATTACGATA CTTGGCGTAG CCCGACGCAC 750
AAGCAGACCA CCCTGGAGCT
GCGTGAAGTC ATCGAACAGT TTTACATTGA CGGTTTATGT GGCGGCGAGC 850
TGCCGCTGAC CGGCATGCGC ACCGCTTCCA GCATTGCGTT CAACGTGCTG 900
AAAAAGATGA CCTTTGGTGA GGAAAAGACG GAAGAGGGCT ACATCAACTA 950
TTTTGAATTG GACAAGAAAA
AAATGGAATC GTACACCGGT GGCTATACGC ACGCAAATCA CAAAGCCGTT 1050
GGTAAGACTA TTAACAAGAT CGGTTGCTCT TTGGACATTA ACAGCTCATA 1100
CCCTTCGCAG ATGGCGTACA AGGTCTTTCC GTATGGCAAA CCGGTTCGTA 1150
AGACCTGGGG TCGTAAACCA
GAAGTTGGCT TTGACTTCGT GGAGCCGAAA CACGAAGAAT ACGCGCTGGA 1250
TATCTTTAAG ATTGGTGCGG TGAACTCTAA AGCGCTGAGC CCGATCACCG 1300
GCGCTGTCAG CGGTCAAGAG TATTTCTGTA CGAACATTAA AGACGGCAAA 1350
GCAATCCCGG TTTACAAAGA ACTGAAGGAC ACCAAATTGA CCACTAACTA 1400
CAATGTCGTG CTGACCAGCG TGGAGTACGA GTTCTGGATC AAACACTTCA 1450
ATTTTGGTGT GTTTAAGAAA GACGAGTACG ACTGTTTCGA AGTTGACAAT 1500
CTGGAGTTTA CGGGTCTGAA GATTGGTTCC ATTCTGTACT ACAAGGCAGA 1550
GAAAGGCAAG TTTAAACCTT ACGTGGATCA CTTCACGAAA ATGAAAGTGG 1600
AGAACAAGAA ACTGGGTAAT AAGCCGCTGA CGAATCAGGC AAAGCTGATT 1650
CTGAACGGTG CGTACGGCAA ATTCGGCACC AAACAAAACA AAGAAGAGAA 1700
AGATTTGATC ATGGATAAGA ACGGTTTGCT GACCTTCACG GGTAGCGTCA 1750
CGGAATACGA GGGTAAAGAA TTCTATCGTC CGTATGCGAG CTTCGTTACT 1800
GCCTATGGTC GCCTGCAACT GTGGAACGCG ATTATCTACG CGGTTGGTGT 1850
GGAGAATTTT CTGTACTGCG ACACCGACAG CATCTATTGT AACCGTGAAG 1900
TTAACAGCCT CATTGAGGAT ATGAACGCCA TTGGTGAAAC CATCGATAAA 1950
ACGATTCTGG GTAAATGGGA
CCTGGGCCAG AAGAAGTACA TGTATCATGA TTGCAAAGAA GATAAAACGG 2050
ACCTGAAGTG TTGCGGTCTG CCGAGCGATG CCCGTAAGAT TATCATTGGT 2100
CAAGGTTTCG ACGAGTTTTA TCTGGGCAAA AATGTCGAAG GTAAGAAGCA 2150
ACGCAAAAAA GTGATCGGCG GTTGCCTGCT GCTGGACACC CTGTTTACGA 2200
TCAAGAAAAT CATGTTCTAA 2220
Prior art documents Patent documents
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between Side Chains for Irreversible Peptide Targeting, J. Am. Chem. Soc., 132 (13): 4526-4527.
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Claims (23)
改変DNAポリメラーゼ。 The modified DNA polymerase according to claim 1, wherein the modified polymerase has a substitution consistent with S366 A / L.
N224Y/L/Q/M/R/K;
Y225L/I/T/F/A/M;
H227P/E/F/Y;
I295F/E/M/W;
Y342L/F;
T343N/F;
I357G/L/Q/H/W/M/A/E/Y/P;
S360G/E/Y;
L361M/W/V/F;
I363V/A/R/M/W;
S365Q/W/M/A/G;
S366A/L;
Y367L/E/M/P/N/F;
P368G;
D417P;
E475D;
Y476V;
F478L;
K518Q;
H527W/R/L/Y/T/M;
T529M/F;
M531H/Y/A/K/R/W/T/L/V/G;
N535L/Y/M/K/I/R/W/Q;
P542E/S/G;
N545D/K/S/L/R/Q/W;
Q546W/F;
A547F/M/W/Y/V/S;
L549H/Y/Q/G/R/K;
I550A/W;
I550T/G/F/S;
N552L/M/T;
G553S/T/E/Q/K/R/M;
F558P/T;
A596S;
G603T/A/L;
A610T/E;
V615A/T;
Y622A/M;
C623G/S/Y/A/F;
D624F/K;
I628Y/V/F/L/M;
Y629W/H/M/K;
R632L/C;
N635D;
M641L/Y;
A643L;
I644H/M/Y;
T647G/A/E/K/S/Y;
I648K/R/V/N/T/L;
T651Y/F/M;
I652Q/G/S/N/F/T/A/L/E/K/M;
K655G/F/E/N/Q/M/A;
W656E;
D657R/P/A/E;
V658L;
H660A/Y;
F662I/L;
L690M;
S366A+N535L;
T651Y+N535L;
Y342L+E475D+F478L;
T343N+D417P+K518Q;
N535L+N545K+T651Y;
I363V+E475D+Y476V;
S366L+G553S+F558P;
S366A+N535L+A547M;
S366A+P542E+N545K;
S366A+P542E+I652Q;
S366A+N535L+T529M;
S366A+N535L+I652Q;
S366A+N535L+N545K;
T651Y+P542E+N545K;
T651Y+P542E+Q546W;
T651Y+P542E+S366A;
T651Y+N535L+N545K;
S366A+N535I+I652Q;
T651Y+S366A+A547F;
T647G+A547F+Y225T;
A547F+A610T+S366A;
A547F+A610T+Y225I;
S366A+T647G+A547F;
T529M+S366A+A547F;
T647E+S366A+A547F;
T529M+T647G+A547F;
N545K+S366A+A547F;
T647G+A547F+T529M;
T529M+A610T+A547F;
M641Y+T529M+A547F;
T647G+C623G+A547F;
A610T+I295W+T651Y;
V615A+M531Y+T647G;
S366L+F478L+A596S+L690M;
H223A+G553S+A643L+F662I;
N535L+N545K+T651Y+T529M;
N535L+N545K+T651Y+N635D;
N535L+N545K+T651Y+I652Q;
S366A+N535L+I652Q+T529M;
S366A+S365A+P368G+G603T;
N535L+N545K+T651Y+T647G;
S366A+N535L+I652Q+A547Y;
S366A+N535L+A547M+T647G;
T529M+S366A+A547F+N545K;
T529M+S366A+A547F+N545R;
T529M+S366A+A547F+N552L;
T529M+S366A+A547F+Y629W;
N535I+N545K+T651Y+T529M;
N535I+N545K+T651Y+N635D;
N535I+N545K+T651Y+I652Q;
N535L+N545K+T651Y+T647G+C623G;
N535L+N545K+T651Y+T647G+I628Y;
S366A+N535L+A547M+T647G+S360G;
N535I+N545K+T651Y+I652Q+Y225I;
N535L+N545K+T651Y+T647G+K655G;
N535L+N545K+T651Y+T647G+L549Q;
S366A+N535L+I652Q+A547Y+K655G;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y629W;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225F;
T529M+S366A+A547F+N545L+K655F;
T529M+S366A+A547F+N545L+N552L;
T529M+S366A+A547F+N545R+M531A;
T529M+S366A+A547F+N545R+G539Y;
T529M+S366A+A547F+N545R+V658L;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+N552L;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+I652G;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+I652Q;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+N552M
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+N224R;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+I628M;
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+K655A;および
T529M+S366A+A547F+N545L+Y225L+D657R+Y629W
から選択される、請求項1に記載の改変DNAポリメラーゼ。 H223A;
N224Y / L / Q / M / R / K;
Y225L / I / T / F / A / M;
H227P / E / F / Y;
I295F / E / M / W;
Y342L / F;
T343N / F;
I357G / L / Q / H / W / M / A / E / Y / P;
S360G / E / Y;
L361M / W / V / F;
I363V / A / R / M / W;
S365Q / W / M / A / G;
S366A / L;
Y367L / E / M / P / N / F;
P368G;
D417P;
E475D;
Y476V;
F478L;
K518Q;
H527W / R / L / Y / T / M;
T529M / F;
M531H / Y / A / K / R / W / T / L / V / G;
N535L / Y / M / K / I / R / W / Q;
P542E / S / G;
N545D / K / S / L / R / Q / W;
Q546W / F;
A547F / M / W / Y / V / S;
L549H / Y / Q / G / R / K;
I550A / W;
I550T / G / F / S;
N552L / M / T;
G553S / T / E / Q / K / R / M;
F558P / T;
A596S;
G603T / A / L;
A610T / E;
V615A / T;
Y622A / M;
C623G / S / Y / A / F;
D624F / K;
I628Y / V / F / L / M;
Y629W / H / M / K;
R632L / C;
N635D;
M641L / Y;
A643L;
I644H / M / Y;
T647G / A / E / K / S / Y;
I648K / R / V / N / T / L;
T651Y / F / M;
I652Q / G / S / N / F / T / A / L / E / K / M;
K655G / F / E / N / Q / M / A;
W656E;
D657R / P / A / E;
V658L;
H660A / Y;
F662I / L;
L690M;
S366A + N535L;
T651Y + N535L;
Y342L + E475D + F478L;
T343N + D417P + K518Q;
N535L + N545K + T651Y;
I363V + E475D + Y476V;
S366L + G553S + F558P;
S366A + N535L + A547M;
S366A + P542E + N545K;
S366A + P542E + I652Q;
S366A + N535L + T529M;
S366A + N535L + I652Q;
S366A + N535L + N545K;
T651Y + P542E + N545K;
T651Y + P542E + Q546W;
T651Y + P542E + S366A;
T651Y + N535L + N545K;
S366A + N535I + I652Q;
T651Y + S366A + A547F;
T647G + A547F + Y225T;
A547F + A610T + S366A;
A547F + A610T + Y225I;
S366A + T647G + A547F;
T529M + S366A + A547F;
T647E + S366A + A547F;
T529M + T647G + A547F;
N545K + S366A + A547F;
T647G + A547F + T529M;
T529M + A610T + A547F;
M641Y + T529M + A547F;
T647G + C623G + A547F;
A610T + I295W + T651Y;
V615A + M531Y + T647G;
S366L + F478L + A596S + L690M;
H223A + G553S + A643L + F662I;
N535L + N545K + T651Y + T529M;
N535L + N545K + T651Y + N635D;
N535L + N545K + T651Y + I652Q;
S366A + N535L + I652Q + T529M;
S366A + S365A + P368G + G603T;
N535L + N545K + T651Y + T647G;
S366A + N535L + I652Q + A547Y;
S366A + N535L + A547M + T647G;
T529M + S366A + A547F + N545K;
T529M + S366A + A547F + N545R;
T529M + S366A + A547F + N552L;
T529M + S366A + A547F + Y629W;
N535I + N545K + T651Y + T529M;
N535I + N545K + T651Y + N635D;
N535I + N545K + T651Y + I652Q;
N535L + N545K + T651Y + T647G + C623G;
N535L + N545K + T651Y + T647G + I628Y;
S366A + N535L + A547M + T647G + S360G;
N535I + N545K + T651Y + I652Q + Y225I;
N535L + N545K + T651Y + T647G + K655G;
N535L + N545K + T651Y + T647G + L549Q;
S366A + N535L + I652Q + A547Y + K655G;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y629W;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225F;
T529M + S366A + A547F + N545L + K655F;
T529M + S366A + A547F + N545L + N552L;
T529M + S366A + A547F + N545R + M531A;
T529M + S366A + A547F + N545R + G539Y;
T529M + S366A + A547F + N545R + V658L;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + N552L;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + I652G;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + I652Q;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + N552M
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + N224R;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + I628M;
T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + K655A; and T529M + S366A + A547F + N545L + Y225L + D657R + Y629W
The modified DNA polymerase according to claim 1, which is selected from.
b. M531A/G;
c. G539Y;
d. N552L/T;
e. Y629W/K;
f. K655F/Q/M/A;および
g. D657R/E/P/A
から選択される少なくとも1つの変異をさらに含む、請求項20に記載の改変DNAポリメラーゼ。 a. Y225L / F / A / M;
b. M531A / G;
c. G539Y;
d. N552L / T;
e. Y629W / K;
f. K655F / Q / M / A; and g. D657R / E / P / A
The modified DNA polymerase according to claim 20, further comprising at least one mutation selected from.
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